L'énigme de la
Matière noire

Les quatre forces dans la nature

Les particules et la matière qu’elles composent sont soumises à 4 interactions fondamentales ou forces qui leur permettent d’interagir.

 

L’interaction nucléaire forte

Il s’agit de l’interaction de plus grande intensité comme son nom l’indique. C’est celle qui cimente les nucléons (les protons et les neutrons) dans les noyaux. C’est elle aussi qui confine les quarks à l’intérieur des nucléons et donne naissance à l’énergie nucléaire (1 gramme de carburant nucléaire = 1 tonne de dynamite). Elle agit sur une distance de 10-13 cm, elle est 100 fois plus forte que la force électromagnétique et n’agit que sur des particules qui contiennent des quarks comme le proton et le neutron.

L’interaction électromagnétique

Cette force, bien supérieure à la force de gravité, n’agit que sur les particules chargées, soit positivement comme les protons, soit négativement comme les électrons. Elle forme les atomes en attachant les électrons aux noyaux, mais elle ne s’arrête pas là. Elle soude les atomes en les obligeant à partager leurs électrons pour former les molécules. Elle pousse encore les molécules à se combiner à leur tour en de longues chaînes. La plus haute expression de ces chaînes est l’ADN qui est la base de la vie.

L’interaction nucléaire faible

C’est elle qui permet aux neutrons de se transformer en protons et vice versa quand les conditions s’y prêtent: lors de la radioactivité bêta, un neutron se désintègre en donnant naissance à un proton; un électron et un anti-neutrino sont alors émis. Elle agit sur toutes les particules élémentaires de matière connue. Bien que plus forte que la gravité, elle est 1000 fois plus faible que la force électromagnétique. Elle n’a d’influence que sur une distance de 10-16cm. C’est en 1896 que, par hasard, le physicien français Henri Becquerel découvrit ce processus de désintégration, sur une plaque photographique.

L’interaction gravitationnelle

Découverte au XVIIème siècle par Isaac Newton, cette force attractive agit sur toutes masses. Il s’agit de la plus faible des quatre forces de la nature mais aussi celle qui a la plus grande portée. Elle agit sur l’ensemble de l’Univers. L’intensité de cette force dépend de la masse de l’objet. Ce n’est qu’à l’échelle astronomique que la gravité se fait vraiment sentir, grâce aux énormes masses comme celle de la Terre (6×1027 grammes), du Soleil (1033 grammes), d’une galaxie (1044 grammes), d’un amas de galaxies (1047 grammes) ou de l’univers tout entier.

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