The law of conservation of mass - Todd Ramsey

La loi de conservation de la masse - Todd Ramsey

Traducteur: François-Xavier Joly Relecteur: Nhu PHAM

Where does all this stuff come from?

D'où viennent toutes ces choses ?

This rock?

Cette roche ?

That cow?

Cette vache ?

Your heart?

Votre coeur ?

Not the things themselves, mind you, but what they're made of:

Pas les choses en elles-mêmes, mais ce dont elles sont faites :

the atoms that are the fabric of all things.

les atomes qui sont la structure de toute chose.

To answer that question, we look to the law of conservation of mass.

Pour répondre à cette question, regardons la loi de conservation de la masse.

This law says take an isolated system

Cette loi dit que, dans un système isolé,

defined by a boundary that matter and energy cannot cross.

défini par une barrière imperméable à l'énergie et à la matière,

Inside this system, mass, a.k.a. matter and energy,

dans le système, la masse, c'est-à-dire la matière et l'énergie,

can neither be created nor destroyed.

ne peut être ni créée ni détruite.

The universe, to the best of our knowledge,

L'univers, à notre connaissance,

is an isolated system.

est un système isolé.

But before we get to that, let's look at a much smaller and simpler one.

Mais avant de parler de ça, regardons un exemple plus petit et plus simple.

Here we have six carbon atoms, 12 hydrogen atoms,

Ici nous avons six atomes de carbone, douze d'hydrogène,

and 18 oxygen atoms.

et 18 d'oxygène.

With a little energy, our molecules can really get moving.

Avec un peu d'énergie, nos molécules peuvent bouger.

These atoms can bond together to form familiar molecules.

Ces atomes peuvent se lier pour former des molécules connues.

Here's water,

Voici l'eau,

and here's carbon dioxide.

et voici le dioxyde de carbone.

We can't create or destroy mass.

Nous ne pouvons pas créer ou détruire de la masse.

We're stuck with what we've got, so what can we do?

Nous sommes coincés avec ce que nous avons, alors que faire ?

Ah, they have a mind of their own.

Ah, ils ont un esprit bien à eux.

Let's see. They've formed more carbon dioxide and water, six of each.

Voyons voir. Ils ont formé plus d'eau et de dioxyde de carbone, six de chaque.

Add a little energy, and we can get them to reshuffle themselves to a simple sugar,

Ajoutons un peu d'énergie, et nous pouvons les assembler à nouveau en sucres simples,

and some oxygen gas.

et en oxygène gazeux.

Our atoms are all accounted for: 6 carbon, 12 hydrogen, and 18 oxygen.

Nos atomes sont tous là : 6 carbones, 12 hydrogènes et 18 oxygènes.

The energy we applied is now stored in the bonds between atoms.

L'énergie que nous avons ajoutée se trouve maintenant dans les liens entre atomes.

We can rerelease that energy

Nous pouvons libérer cette énergie à nouveau

by breaking that sugar back into water and carbon dioxide,

en retransformant ce sucre en eau et en dioxyde de carbone,

and still, same atoms.

et conservons toujours les mêmes atomes.

Let's put a few of our atoms aside and try something a little more explosive.

Mettons quelques-uns des atomes de côté et essayons quelque chose de plus explosif.

This here is methane, most commonly associated with cow flatulence,

Voici le méthane, souvent associé aux flatulences des vaches,

but also used for rocket fuel.

mais aussi utilisé comme carburant pour fusées.

If we add some oxygen and a little bit of energy,

Si nous ajoutons de l'oxygène et un peu d'énergie,

like you might get from a lit match,

comme celle d'une allumette enflammée,

it combusts into carbon dioxide, water and even more energy.

le méthane brûle en dioxyde de carbone, en eau et en énergie supplémentaire.

Notice our methane started with four hydrogen,

Remarquez que notre méthane commençait par quatre hydrogènes,

and at the end we still have four hydrogen captured in two water molecules.

et à la fin nous en avons toujours quatre, présents dans deux molécules d'eau.

For a grand finale, here's propane, another combustible gas.

Et pour finir, voici le propane, un autre gaz combustible.

We add oxygen, light it up, and boom.

Nous ajoutons de l'oxygène, l'allumons, et boom.

More water and carbon dioxide.

Plus d'eau et de dioxyde de carbone.

This time we get three CO2s

Cette fois-ci nous avons CO2,

because the propane molecule started with three carbon atoms,

car la molécule de propane contient trois atomes de carbone,

and they have nowhere else to go.

et ils n'ont nulle part d'autre où aller.

There are many other reactions we can model with this small set of atoms,

Il y a plein d'autres réactions que nous pouvons décrire avec ces quelques atomes,

and the law of conservation of mass always holds true.

et la loi de conservation de la masse reste toujours vraie.

Whatever matter and energy go into a chemical reaction

Quelles que soient la matière et l'énergie d'une réaction chimique,

are present and accounted for when it's complete.

elles sont toujours là quand la réaction est terminée.

So if mass can't be created or destroyed,

Donc si la masse ne peut être créée ou détruite,

where did these atoms come from in the first place?

d'où venaient ces atomes, au départ ?

Let's turn back the clock and see.

Remontons le temps et regardons.

Further, further, further, too far.

Plus loin, plus loin, encore, trop loin.

Okay, there it is.

Ok, nous y voilà.

The Big Bang.

Le Big Bang.

Our hydrogen formed from a high-energy soup of particles

Notre hydrogène s'est formé d'une soupe de particules riche en énergie

in the three minutes that followed the birth of our universe.

dans les trois minutes qui ont suivi la naissance de notre univers.

Eventually, clusters of atoms accumulated and formed stars.

Au final, des groupes d'atomes se sont accumulés et ont formé des étoiles.

Within these stars, nuclear reactions fused light elements,

Dans ces étoiles, des réactions nucléaires fusionnèrent des éléments légers

such as hydrogen and helium,

comme l'hydrogène et l'hélium,

to form heavier elements, such as carbon and oxygen.

pour former des éléments plus lourds, comme le carbone et l'oxygène.

At first glance, these reactions may look like they're breaking the law

A première vue, on dirait que ces réactions ne respectent pas la loi

because they release an astounding amount of energy,

car elles libèrent une quantité énorme d'énergie,

seemingly out of nowhere.

venant, apparemment, de nulle part.

However, thanks to Einstein's famous equation,

Cependant, grâce à l'équation d'Einstein bien connue,

we know that energy is equivalent to mass.

nous savons que l'énergie est équivalente à la masse.

It turns out that the total mass of the starting atoms

En réalité, la masse totale des atomes de départ

is very slightly more than the mass of the products,

est légèrement supérieure à celle des produits,

and that loss of mass perfectly corresponds to the gain in energy,

et cette perte de masse correspond parfaitement au gain d'énergie,

which radiates out from the star as light, heat and energetic particles.

qui rayonne sous forme de lumière, de chaleur, et de particules énergétiques.

Eventually, this star went supernova

Finalement, cette étoile est devenue une supernova

and scattered its elements across space.

et a dispersé ses éléments à travers l'espace.

Long story short, they found each other and atoms from other supernovas,

En bref, ces éléments se sont rencontrés, et avec des atomes d'autres supernovas,

formed the Earth,

ont formé la Terre,

and 4.6 billion years later got scooped up to play their parts

et 4,6 milliards d'années plus tard, se sont assemblés pour jouer leurs rôles

in our little isolated system.

dans notre système isolé.

But they're not nearly as interesting as the atoms that came together to form you,

Mais ils ne sont pas aussi intéressants

que ces atomes assemblés pour vous former, vous,

or that cow,

ou cette vache,

or this rock.

ou cette roche,

And that is why, as Carl Sagan famously told us,

Et c'est pourquoi, comme nous l'a dit Carl Sagan,

we are all made of star stuff.

nous sommes tous faits de poussières d'étoiles.