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.

Les protons et les électrons sont composés de groupes de 3 quarks.

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.

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

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

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

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.

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.

LA FISSION

La fission est une réaction nucléaire au cours de laquelle le noyau atomique, maintenu par la force la plus puissante de l'univers, la "force nucléaire forte", se brise en fragments. Le principal matériau utilisé dans les expériences de fission est "l'uranium", car l'atome d'uranium est un des plus lourds. En d'autres mots, il possède un très grand nombre de protons et de neutrons dans son noyau.

La fission est la réaction au cours de laquelle le noyau atomique se divise en fragments. Comme indiqué sur la photo, l'atome de l'uranium 235 qui entre en collision avec un neutron est divisé pour former les atomes de krypton 91 et baryum 142. Suite à cette collision, des rayons gamma sont également libérés sous forme d'énergie.

Dans les expériences de fission, les scientifiques ont envoyé sur le noyau d'uranium un neutron à très grande vitesse. Ils ont alors fait face à une situation très intéressante. Une fois que le neutron fut absorbé par le noyau d'uranium, l'uranium est devenu très instable. "L'instabilité" du noyau signifie la formation d'une différence entre les nombres de protons et de neutrons, aboutissant à un déséquilibre de sa structure. Par conséquent, le noyau commence à se diviser en fragments tout en émettant une certaine quantité d'énergie afin d'éliminer ce déséquilibre. Le noyau, sous l'effet de l'énergie libérée, commence à éjecter ses composants à très grande vitesse.

En considérant vers quels résultats menaient ces expériences, des neutrons furent accélérés et de l'uranium fut bombardé avec des neutrons dans des environnements spéciaux appelés "réacteurs". Cependant, l'uranium est bombardé avec des neutrons selon une mesure bien précise, et non au hasard, car tous les neutrons bombardant l'atome d'uranium doivent le frapper immédiatement et au bon endroit. C'est pourquoi ces expériences sont menées en prenant en compte toutes les probabilités. La quantité d'uranium utilisé, la quantité des neutrons utilisés pour bombarder l'uranium, et la durée et la vitesse à laquelle les neutrons bombarderont l'uranium doivent tous être calculés précisément.

Une fois que tous ces calculs sont réalisés et l'environnement approprié est préparé, le noyau est bombardé avec des neutrons de telle manière à ce qu'ils pénètrent les noyaux des atomes de l'uranium. Il est suffisant que le noyau d'au moins un atome de cette masse se divise en deux. Au cours de cette division, deux ou trois neutrons en moyenne sont libérés de la masse du noyau à très grande vitesse et avec une grande énergie. Les neutrons qui sont libérés commencent une réaction en chaîne en rentrant en collision avec d'autres noyaux d'uranium dans cette masse. Chaque noyau qui se divise à son tour se comporte comme le premier noyau d'uranium. Ainsi, une chaîne de réactions nucléaires débute. Un grand nombre de noyaux d'uranium se divisent en fragments suite à ces réactions en chaîne, en libérant une quantité énorme d'énergie.

Ce sont ces divisions de noyaux qui ont provoqué les désastres d'Hiroshima et de Nagasaki, en causant la mort de dizaines de milliers de personnes. Au moment de la détonation de la bombe atomique lâchée sur Hiroshima par les États-Unis en 1945 au cours de la Deuxième Guerre Mondiale, et par la suite, environ 100.000 personnes sont mortes. Une autre bombe atomique lâchée sur Nagasaki par l'Amérique trois jours après le désastre d'Hiroshima a provoqué la mort de quelques 40.000 personnes juste au moment de la détonation. Tandis que la puissance libérée par les noyaux a provoqué la mort de nombreuses personnes, elle a détruit également une vaste zone résidentielle, et a donné naissance à des désordres génétiques et physiologiques irréparables chez les personnes restantes dans cette zone, à cause des radiations émises, qui ont affecté les générations suivantes.

Si notre Terre, l'atmosphère en entier, toute chose animée et inanimée y compris nous, sont composées d'atomes, qu'est-ce qui empêche ces atomes d'être impliqués dans des réactions nucléaires comme celles d'Hiroshima et Nagasaki, qui pourraient survenir n'importe quand et n'importe où?

Les neutrons sont créés de telle manière que lorsqu'ils sont libérés dans la nature - sans être liés à un noyau - ils sont sujets à une décomposition appelée "désintégration bêta". À cause de cette désintégration, aucun neutron ne peut vagabonder au hasard dans la nature. Par conséquent, les neutrons qui sont utilisés dans des réactions nucléaires doivent être obtenus via des méthodes artificielles.

Cela montre clairement que Dieu, le Créateur de l'univers entier, a créé toute chose selon une mesure précise. Il a créé l'atome avec cette puissance colossale en son sein et garde cette puissance sous contrôle de façon phénoménale.

LA FUSION

La fusion nucléaire, le contraire de la fission, est le processus d'assemblage de deux noyaux légers pour former un noyau plus lourd et l'utilisation de l'énergie de liaison ainsi libérée. Cependant, arriver à ceci de manière contrôlée est très difficile. Car les noyaux portent des charges électriques et se repoussent les uns les autres très fortement s'ils sont forcés de se rapprocher.

Par conséquent, une force suffisamment puissante pour surmonter la force de répulsion qui existe entre eux doit être utilisée pour les faire fusionner. Cette énergie cinétique requise est équivalente à une température de 20-30 millions de degrés.44 C'est une température extraordinairement élevée et bien que les rechercheurs essayent depuis des années de produire une réaction de fusion stable qui produirait plus d'énergie qu'elle consomme, ils n'ont pas encore réussi à le faire jusqu'aujourd'hui.

Des réactions de fusion ont lieu en permanence dans le Soleil. La chaleur et la lumière provenant du Soleil sont le résultat de la fusion de l'hydrogène en hélium et de l'énergie relâchée à la place de la matière perdue au cours de cette conversion. Chaque seconde, le Soleil convertit 564 millions de tonnes d'hydrogène en 560 millions de tonnes d'hélium. Les 4 millions de tonnes restants sont convertis en énergie. Cet événement extraordinaire produisant l'énergie solaire qui est hautement vitale pour la vie de la planète, continue depuis des millions d'années sans s'arrêter. Cela peut nous amener à l'esprit la question suivante: si une telle quantité de matière, à savoir 4 millions de tonnes, est perdue par le Soleil chaque seconde, quand le Soleil sera-t-il complètement consumé?

La fusion nucléaire, le contraire de la fission, est le procédé de rassemblement de deux noyaux légers afin de former un noyau plus lourd et utiliser l'énergie de liaison ainsi libérée. Les noyaux dans les étoiles fusionnent lorsqu'ils entrent en collision. De nouveaux noyaux sont ainsi formés, et les neutrinos, positrons, neutrons, protons et d'autres sous particules atomiques sont libérés sous forme d'énergie. La source de l'énergie formidable des étoiles réside dans ces fusions nucléaires.

Les trois différentes réactions de fusion illustrées sur le diagramme ont pour conséquence la libération d'énergie et de particules.

Le Soleil perd 4 millions de tonnes de matière par seconde, 240 millions de tonnes par minute. Si l'on suppose que le Soleil produit de l'énergie à cette vitesse depuis 3 milliards d'années, la masse qu'il a perdu au cours de cette période est de 400.000 millions de millions de tonnes, ce qui est égal à un 5.000ème de la masse totale actuelle du Soleil. Cette quantité est l'équivalent d'un gramme de sable perdu par un rocher de 5 kilos en 3 milliards d'années. Cela montre clairement que la masse du Soleil est tellement énorme qu'une très longue période doit s'écouler avant qu'il ne disparaisse.

Des centaines de milliers de personnes ont perdu la vie en quelques secondes suite à la libération de l'énorme force cachée dans le noyau de l'atome.

L'homme n'a découvert la composition du Soleil, et les événements qui se produisent à l'intérieur, qu'au cours du siècle dernier. Avant cela, personne ne connaissait des phénomènes du type des explosions nucléaires, de fission ou de fusion. Personne ne savait comment le Soleil produisait de l'énergie. Cependant, tandis que l'homme n'était pas conscient de tout ceci, le Soleil continuait encore et toujours d'être la source d'énergie de la Terre et de la vie, depuis des millions d'années avec ce mécanisme incroyable.

Maintenant, la chose réellement curieuse est que notre Terre a été placée à une telle distance du Soleil - une source d'énergie possédant une masse énorme - qu'elle n'est jamais exposée à sa puissance destructrice et brûlante, ni ne manque de l'énergie utile qu'il produit. De la même manière, le Soleil, qui possède une telle puissance et énergie, est créé à distance, avec la puissance et la taille qui sont parfaites pour la vie sur terre, et par conséquent, pour l'homme.

Cette masse gigantesque et les réactions nucléaires incroyables se produisant à l'intérieur continuent leurs activités depuis des millions d'années en harmonie parfaite avec la Terre et de la manière la mieux contrôlée. Pour comprendre à quel point c'est un système contrôlé et équilibré, il est bon de se rappeler que l'homme est incapable de contrôler ne serait-ce qu'une simple centrale nucléaire qu'il a construite. Aucun scientifique, aucun équipement technologique n'a été capable d'empêcher l'accident nucléaire qui survint dans le réacteur de Tchernobyl en Russie en 1986. On dit que l'impact de cet accident nucléaire durera pendant 30-40 ans. Bien que les scientifiques aient entouré les sections contaminées du réacteur avec d'énormes blocs de béton pour empêcher de plus grands dégâts, on a rapporté par la suite qu'il y avait des fuites dans le béton. Sans parler des explosions nucléaires, même des fuites nucléaires sont extrêmement dangereuses pour la vie humaine, et la science est désarmée face à cette menace.

Ici, nous faisons face à la puissance sans fin de Dieu, et à Sa souveraineté sur toutes les particules (atomes) de l'univers et les particules subatomiques à l'intérieur de ces particules (protons, neutrons…). La puissance et la souveraineté de Dieu sur les êtres qu'Il a créés sont énoncées dans un verset comme celui-ci:

Vous ne vous trouverez dans aucune situation, vous ne réciterez aucun passage du Coran, vous n'accomplirez aucun acte sans que Nous soyons témoin au moment où vous l'entreprendrez. Il n'échappe à ton Seigneur ni le poids d'un atome sur terre ou dans le ciel, ni un poids plus petit ou plus grand qui ne soit déjà inscrit dans un livre évident. (Sourate Yunus: 61)

(à droite) La déflagration a laissé derrière elle des stigmates permanents. L'accident nucléaire qui s'est produit dans le réacteur de Tchernobyl en ex-U.R.S.S. en 1986 a eu pour conséquence des effets permanents sur les êtres humains ainsi que sur tout ce qui est vivant. Les scientifiques ont déclaré que ces effets persisteront pendant encore 30 à 40 années.