homogénéité de substance et diversité des agencements

[Lezards]

Bonjour a tous,

Etant nouveau sur ce forum, merci d'avance de votre indulgence en cas d'erreure de procédure de ma part.

Je travail actuellement sur un projet de livre comportant des aspects scientifiques concernant la physique, l'astronomie, la biologie, la neurologie...

Malheureusement je ne possède pas un niveau technique suffisant dans ces domaines, et me retrouve souvent bloqué dans l'écriture par manque d'information.

J'ai donc de nombreuses questions à vous poser,et si certains ont la gentillesse de me répondre, je les en remercie!

Pour ouvrir le bal :

Je pars du postulat que tout ce qui nous entoure dans l'univers observable est constitué de particules identiques mais agencés différemment (exemple : le calcium et l'oxygène possède les même particules de base mais en proportions, quantités et agencement spatial différents)

Egalement, ces particules, ces grain de matières n'occupent qu'une faible proportion du volume spatial, étant donné que la matière maintient sa cohésion via les forces éléctromagnétiques.

J'ai lu récement que les humains seraient composés a 99.9999% de vide. Qu'en est il des autres structures physique: liquides et gazeuses? la proportion vide/matière est elle
homogène?

exemple:
Prenons deux humains: le volume V1 qu'ils occupent est égale a Xmètres cube.
Admettons que l'air qui les sépare, par une heureuse coincidence, occupe très éxactement la meme valeure ,V2, d'X mètres cube.

question: la proportion entre vide/matière est elle égale pour V1 et V2?

J'espère être compréhensible et attend vos réponses avec impatience.

Cordialement
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[mach3]

Un atome mesure à peu près 10^-10m, son noyau à peu près 10^-15m et les électrons au plus 10^-18m (généralement considérés comme ponctuels). De là il vient donc l'idée que le noyau et les électrons n'occupant que 10^-13% du volume d'atome, celui-ci était donc à 99,9999999999999% vide...
Mais ça dépend pour quoi! à cette échelle des notions qui nous paraissent élementaires comme "plein", "vide", "en contact", n'ont en fait plus aucun sens. En fait pour un atome ou un objet constitué d'atome, rien n'est plus plein qu'un autre atome : les atomes ne peuvent pas s'interpénétrer, à moins d'atteindre des conditions de pression qu'on ne rencontre que dans des cadavres d'étoile comme des naines blanches ou des étoiles à neutron. Si on sonde l'atome avec des particules plus petites par contre, comme des neutrons ou des noyaux d'atomes, on peut constater ce "vide" (c'est l'expérience de Rutherford), qui n'est que relatif à la sonde utilisée.

En considérant maintenant que les atomes sont "pleins" et non quasiment-"vides" (parce que sauf pour certaines particules minuscules envoyée à la bonne vitesse, ils sont "pleins", pas quasiment "vides"), on peut s'intéresser aux différents états de la matière faite d'atomes (la matière de notre vie quotidienne).
Dans un solide, les atomes ou molécules sont empilés de façon régulière, laissant généralement peu de vide entre eux (il y a des cas particuliers).
Dans un liquide, les atomes ou molécules sont entassés de façon irrégulière, laissant généralement peu de vide entre eux (mais généralement plus que dans un solide à cause de l'irrégularité)
Dans un gaz, les atomes ou molécules sont indépendants les uns des autres, avec plein de vide entre eux.
La densité d'un même corps, en fonction de son état solide, liquide ou gazeux donne en quelque sorte la proportion matière/vide qu'il contient.

m@ch3

[Lezards]

Cher Mach3

Merci de votre réponse claire et précise.

Il apparait donc que ces notions de "plein" et de "vide" se réfèrent avant tout a la perception de l'expérimentateur, même si cela amène autant de questions que de réponses.

En résumé, dans l'état actuel de nos connaissances, 99,9999999999999% de ce que nous percevons comme "plein" est du point de vue physique "vide".

Ce qui fait que pour un volume donné, un solide doit possèder 10^14 fois plus d'atomes qu'un gaz pour atteindre 1% de différence dans la proportion "plein"/"vide".

Par rapport à cela, auriez vous une idée de la concentration en atome du solide le plus dense par rapport au gaz le moin dense pour un volume donné?

Ps: je ne suis pas sur de l'exactitude de mon calcule ni de la pertinence de ma question, et donc merci de me corriger le cas échéant.

Cordialement,

Lezards

[zebular]

Cher Mach3

Merci de votre réponse claire et précise.

Il apparait donc que ces notions de "plein" et de "vide" se réfèrent avant tout a la perception de l'expérimentateur, même si cela amène autant de questions que de réponses.

En résumé, dans l'état actuel de nos connaissances, 99,9999999999999% de ce que nous percevons comme "plein" est du point de vue physique "vide".

Ce qui fait que pour un volume donné, un solide doit possèder 10^14 fois plus d'atomes qu'un gaz pour atteindre 1% de différence dans la proportion "plein"/"vide".

Par rapport à cela, auriez vous une idée de la concentration en atome du solide le plus dense par rapport au gaz le moin dense pour un volume donné?

Ps: je ne suis pas sur de l'exactitude de mon calcule ni de la pertinence de ma question, et donc merci de me corriger le cas échéant.

Cordialement,

Lezards

Un volume donné contenant 1 atome d'un gaz quelconque sera moins dense que le même volume contenant 2 atomes,etc..donc la question n'est pas pertinente

[A voir en vidéo sur Futura]

[mach3]

Il apparait donc que ces notions de "plein" et de "vide" se réfèrent avant tout a la perception de l'expérimentateur

non, pas vraiment la perception de l'expérimentateur, mais plutôt l'interaction avec les autres objets.

En résumé, dans l'état actuel de nos connaissances, 99,9999999999999% de ce que nous percevons comme "plein" est du point de vue physique "vide".

non, ce n'est ni plein ni vide au sens de la vie quotidienne (ça n'a pas de sens à cette échelle). Ensuite, le vide a un sens particulier en physique (portion d'espace où les champs sont dans leur état de plus basse énergie) et dans ce sens particulier, un atome n'est pas du tout vide.

Ce qui fait que pour un volume donné, un solide doit possèder 10^14 fois plus d'atomes qu'un gaz pour atteindre 1% de différence dans la proportion "plein"/"vide".

incompréhensible. Désolé.

Par rapport à cela, auriez vous une idée de la concentration en atome du solide le plus dense par rapport au gaz le moin dense pour un volume donné?

le solide "conventionnel" (c'est à dire fait d'atomes) le plus dense connu est l'Osmium, avec 22,5kg/L (cela donne 7.10²⁵ atomes par litres, on peut peut-être trouvé plus d'atomes par litre pour une autre substance, je n'ai pas vérifié, mais l'ordre de grandeur doit être correct). La densité d'un gaz dépend des conditions de température et de pression, elle peut être extrêmement petite (je pense qu'on arrive à faire du 10^-20kg/L avec l'ultravide, à vérifier, ce qui donne encore quelques dizaines de millions d'atomes par litres à température ambiante).

m@ch3

[Lezards]

Rebonjour

@Zebular: pour résoudre un problème, une question ou une réponse peuvent ne pas être pertinentes, mais lors d'une discussion empirique cela se discute. Etant donné que je n'ai pas expliqué dans quel cadre je posais cette question, il vous est difficile de mesurer sa pertinence...
Cela étant dit, merci d'avoir pris le temps de me répondre.


@M@ch3 : Par rapport a l'expérimentateur, et a sa perception, je voulais notamment parler de la capacité d'interaction et d'analyse avec un milieu. L'un des thèmes du texte que je souhaite écrire est la partialité des perceptions. Mais comme vous le dites "l'interaction avec les autres objets." est le facteur déterminant.
Si un expérimentateur n'est pas a même de percevoir l'interaction entre un milieu et son outil d'analyse, pour des questions d'ordre de grandeur notamment, ne serait il pas condamné a avoir un jugement faussé du milieu?

Pour la notion de "plein" et de "vide", je prend bonne note de cette remarque. cette nomenclature "bohémienne" fait sans aucun doute référence a la vie quotidienne et come cela ne rentre pas dans le cadre de mon étude, je vais reformuler cette phrase: "En résumé, dans l'état actuel de nos connaissances, 99,9999999999999% de ce que nous percevons dans la vie quotidienne comme étant de la "matière" est du point de vue de la physique "absence de matière".

Par rapport aux proportions, ce que je voulais exprimer est que cette proportion de 99.9999....% est êxtrement élevé, et donc que pour un volume égale, le seul moyen de faire varier de manière significative ce pourcentage était d'avoir énormément d'atomes d'un côté, et vraiment très peu de l'autre.
Je me suis référé au 1% et je vois maintenant que cela n'a pas grand sens. Si j'ai bien compris,en admettant qu'une substance ne posséde aucune absence de matière entre ses atomes,il atteindra cette proportion de 99,9999999999999%. En revanche si il y a un grand espace entre les atomes d'un gaz, cette proportion peut augmenter énormement.
Cette formulation est elle plus correcte et compréhensible?

Encore une fois merci de votre réponse numérique et impeccable ! je constate qu'effectivement, le nombre d'atome varie dans des proportions hallucinantes.

J'aurais encore un question par rapport à ce que vous décrivez comme le solide "conventionnel" (c'est à dire fait d'atomes). J'imagine qu'une telle formation ne peut avoir pour conséquence que l'existence de solide "non conventionnel" (cest a dire Pas fait d'atome) et je suis extrêmement curieu a ce sujet.


Merci encore de prendre le temps de me répondre, et d'accepter de partager votre savoir.


Cordialement

Lezards

[myoper]

Bonjour et bienvenu sur le forum

Rebonjour

@Zebular: pour résoudre un problème, une question ou une réponse peuvent ne pas être pertinentes, mais lors d'une discussion empirique cela se discute. Etant donné que je n'ai pas expliqué dans quel cadre je posais cette question, il vous est difficile de mesurer sa pertinence...

En fait non puisque sa réponse est valable quel que soit le contexte.
Ceci dit, il me semble que le problème posé revient surtout à décrire ce qui serait vide ou plein et reposer les définitions dans leur domaine d'application. En ce qui concerne l'infiniment petit, Mach3 peut nous préciser les concepts et nous expliquer encore plus précisément en quoi les conceptions macroscopiques n'ont plus de sens et, si besoin pour la compréhension comment les décrire.

[Lezards]

@myoper

Merci pour votre réponse.

si je comprend bien, la question du nombre d'atome dans un volume donné n'est pas pertinente pour des questions d'ordre de grandeur... il est donc surprenant que Mach3 ai pu répondre.

D'un autre côté, votre déclaration m'interesse: vous dites que les conceptions macroscopique n'ont pas de sens dans l'infiniment petit.

1) même si nos concepts sont inadaptés, il n'existe aucunes frontières tangibles entre l'infiniment grand et l'infiniment petit, et il me semble qu'on utilise fréquemment l'un pour décrire l'autre (astronomie et autre) . de plus, contemler l'image d'un système solaire et d'un atome est assez troublant de similitude. Si frontière il y avait, il faudrait choisir une mesure précise qui serait totalement arbitraire. nous définissons comme grand ce qui est plus grand que NOUS et comme petit ce qui est plus petit que Nous, ce ne peux donc pas être objectif.

2)Dans l'état actuel de nos connaissance scientifique, il me parait hasardeux d'exprimer des certitudes sur les conceptes. Après tout, le plupart des grandes découvertes furent jugées comme des absurdités avant d'être accepté.

3) ma demande de renseignement rendre dans le cadre d'une analyse philosophique des perceptions humaines, et dans ce contextes, les réponses apportées jusqu'alors sont significatives: productives, précises ou pas. Même si je m'intersse au fonctionnement de l'univers, la façon dont le décrivons et ce que cela dit sur nous en tant qu'espèce m'intéresse encore plus.

4) J'aimerais vraiment savoir ce que Mach3 entends par matière non conventionnelle.

Cordialement

[JPL]

3) ma demande de renseignement rendre dans le cadre d'une analyse philosophique des perceptions humaines, et dans ce contextes, les réponses apportées jusqu'alors sont significatives: productives, précises ou pas. Même si je m'intersse au fonctionnement de l'univers, la façon dont le décrivons et ce que cela dit sur nous en tant qu'espèce m'intéresse encore plus.

Il y a d'autres forums pour la philosophie. Elle n'a pas sa place ici. On peut avoir une réflexion philosophique respectable sur la science mais la philosophie ne doit pas venir polluer une démarche scientifique. Ta comparaison entre structure de l'atome est celle du système solaire montre que tu n'as aucune connaissance scientifique dans ce domaine et le reste de ton message n'est que du blablabla de clichés éculés.

Je ne te reproche pas ton manque de connaissances, nul ne pouvant être compétent dans tous les domaines mais quand on n'est pas compétent on reste humble et on écoute, ou on lit, ce que d'autres plus compétents peuvent nous apprendre.

[mach3]

Pour la notion de "plein" et de "vide", je prend bonne note de cette remarque. cette nomenclature "bohémienne" fait sans aucun doute référence a la vie quotidienne et come cela ne rentre pas dans le cadre de mon étude, je vais reformuler cette phrase: "En résumé, dans l'état actuel de nos connaissances, 99,9999999999999% de ce que nous percevons dans la vie quotidienne comme étant de la "matière" est du point de vue de la physique "absence de matière".

Ca veut dire quoi "plein" dans la vie de tous les jours? par exemple une bouteille "pleine"? c'est quelque chose tel que l'on ne peut plus rien ajouter dedans (la bouteille déborde par exemple). Et pour "vide"? par exemple une bouteille "vide"? c'est quelque chose dont on a "tout" enlevé, qui ne contient plus rien.

Il n'y a pas besoin d'aller très loin pour voir à quel point ces définitions sont limitées et trompeuses.

Je prends une bouteille pleine d'eau, à la limite du débordement. Je dis qu'elle est pleine. Mais est-ce vrai qu'on ne peut plus rien ajouter dedans? non, c'est faux :
- Il y a certaines matières que je peux ajouter (en quantité limitée certe) dans l'eau sans faire déborder la bouteille (des minéraux, des liquides miscibles à l'eau, des gaz, pas n'importe lesquels il faut des volumes de mélange bien négatifs)
- si je baisse la température, le volume d'eau baisse, et je peux donc en mettre plus
- si j'augmente la pression, le volume d'eau baisse, et je peux donc en mettre plus

Je prends une bouteille vide. Je dis qu'elle est vide. Mais est-ce vrai qu'on ne peut plus rien enlever? non, c'est faux :
- Il y a de l'air dans la bouteille, ce qui n'est pas rien (d'ailleurs essayer d'écraser une bouteille vide fermée est une bonne expérience pour apprécier que l'air n'est pas rien. Se prendre un ballon de football en pleine face est une autre expérience du genre, mais certes plus douloureuse)
- Si j'essaie de faire le vide dans la bouteille, avec des moyens de laboratoire même très poussés, il restera toujours des millions de molécules qui se baladeront à l'intérieur. Il faudrait aller dans des espaces intergalactiques très lointains pour que ce nombre tombe sous la dizaine...

Ensuite le résumé est faux. Du point de vue physique, 99,9999999999999% de ce que nous percevons dans la vie quotidienne comme étant de la "matière" n'est pas du point de vue de la physique "absence de matière". Les particules ne sont pas des petites billes "pleines" avec du "vide" autour (si c'était le cas, oui, les atomes seraient essentiellement du vide), elles ont un caractère ondulatoire qui fait qu'elles remplissent l'espace, et leurs interactions remplissent également l'espace.

Alors certes, les objets de la vie quotidienne sont relativement peu denses, au pire des dizaines de kilogrammes par litres, par rapport à ce qui peut se trouver (par exemple dans une naine blanche, la pression est si élevée que la matière atomique dégénère : les noyaux sont entassés, et les électrons "se balladent" dans les interstices, la densité peut atteindre 1000 tonnes par litres. Pire, dans une étoile à neutron, la matière est encore plus dégénérée, au coeur on a majoritairement que des neutrons entassés et la densité peut grimper à 10¹² tonnes par litres, au passage, c'est dans de telles conditions qu'on pourrait avoir des solides "non conventionnels", c'est à dire des empilements réguliers de trucs qui ne sont pas des atomes), mais c'est incorrect de parler en terme de pourcentage de plein et de vide.

même si nos concepts sont inadaptés, il n'existe aucunes frontières tangibles entre l'infiniment grand et l'infiniment petit, et il me semble qu'on utilise fréquemment l'un pour décrire l'autre (astronomie et autre) . de plus, contemler l'image d'un système solaire et d'un atome est assez troublant de similitude.

c'est ce que la mauvaise vulgarisation laisse malheureusement croire. Un atome ne ressemble en fait en rien du tout à un système solaire. La seule petite ressemblance qu'on pourrait éventuellement trouver est l'existence d'un potentiel central "attracteur".

Si frontière il y avait, il faudrait choisir une mesure précise qui serait totalement arbitraire.

Les frontières se placent justement arbitrairement en fonction du degré de précision désiré.

Dans l'état actuel de nos connaissance scientifique, il me parait hasardeux d'exprimer des certitudes sur les conceptes.

on contraire, on a des certitudes sur les concepts, vu que c'est notre construction. Ce sur quoi il peut y avoir des incertitudes est la bonne correspondance entre les concepts et ce qui se passe dans la nature.

Après tout, le plupart des grandes découvertes furent jugées comme des absurdités avant d'être accepté.

sophisme... pas d'exemple en tête, mais il y a certainement plein de choses valides qui ont été acceptées sans avoir été jugées absurdes, et certainement bien plus de choses invalides qui ont été jugées absurdes avec raison et jamais acceptées. Pire, il y a des choses absurdes et fausses qui sont acceptées et considérées comme vraies par un paquet de monde.

m@ch3

[f6bes]

Bjr à tous,
Si on voit cela sous un autre aspect: quel serait le volume de la terre.....SI on arrivait à
"comprimer" jusqu'à supprimer le "vide" des atomes ?
Un dé à coudre ?...plus...moins encore ?
Bonne soirée

[Lezards]

Merci a tous pour avoir pris le temps de me répondre.

Particulièrement a Mach3 qui a parfaitement su me démontrer que ma vision était fausse sans rentrer dans le jugement de la personne! Merci!

Il est vrai que mes références scientifiques datent du bac scientifique... a l'époque, le professeur avait expliqué que la seule particule a avoir des caractéristiques ondulatoire et corpusculaire était le photon, et qu'en règle général ces deux conceptes s'opposaient.

Pour revenir au sujet, même dans le cas d'une naine blanche, retrouve on les mêmes particules particules partout? obéissent elles aux mêmes règles?

qu'entends tu par caractères ondulatoire des particules? elles n'ont pas de volume fixe?

merci encore, Mach3

[mach3]

Il est vrai que mes références scientifiques datent du bac scientifique... a l'époque, le professeur avait expliqué que la seule particule a avoir des caractéristiques ondulatoire et corpusculaire était le photon, et qu'en règle général ces deux conceptes s'opposaient.

qu'entends tu par caractères ondulatoire des particules? elles n'ont pas de volume fixe?

C'est la mécanique quantique. Vaste sujet.

Pour revenir au sujet, même dans le cas d'une naine blanche, retrouve on les mêmes particules particules partout? obéissent elles aux mêmes règles?

oui

m@ch3

[Lezards]

Très bien,

Merci beaucoup d'avoir pris le temps de répondre