Une bière froide lors d'une journée chaude ou un dernier verre de whisky au coin d'un feu de charbon. Un verre bien mérité peut assouplir vos pensées jusqu'à ce que vous vous sentiez capable de percer les mystères de la vie, de la mort, de l'amour et de l'identité. Dans de tels moments, l’alcool et le cosmique peuvent sembler intimement liés.
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Alors peut-être qu'il ne faut pas s'étonner que l'univers soit inondé d'alcool. Dans le gaz qui occupe l'espace entre les étoiles, la matière dure est presque omniprésente. Que fait-il là? Est-il temps d'envoyer de grosses fusées pour commencer à la collecter?
Les éléments chimiques qui nous entourent reflètent l’histoire de l’univers et de ses étoiles. Peu de temps après le Big Bang, des protons se sont formés dans l'univers en expansion et en refroidissement. Les protons sont les noyaux des atomes d'hydrogène et des éléments constitutifs des noyaux de tous les autres éléments.
Celles-ci ont principalement été fabriquées depuis le Big Bang par le biais de réactions nucléaires dans les noyaux chauds et denses des étoiles. Des éléments plus lourds tels que le plomb ou l'or ne sont fabriqués que dans de rares étoiles massives ou des événements incroyablement explosifs.
Molécule d'éthanol (Wikimedia Commons) Les plus légers tels que le carbone et l'oxygène sont synthétisés dans les cycles de vie de très nombreuses étoiles ordinaires - y compris notre propre soleil à terme. Comme l'hydrogène, ils sont parmi les plus répandus dans l'univers. Dans les vastes espaces entre les étoiles, 88% des atomes sont généralement constitués d'hydrogène, 10% d'hélium et les 2% restants sont principalement du carbone et de l'oxygène.
Ce qui est une bonne nouvelle pour les amateurs d'alcool. Chaque molécule d'éthanol, l'alcool qui nous procure tant de plaisir, comprend neuf atomes: deux atomes de carbone, un oxygène et six atomes d'hydrogène. D'où le symbole chimique C₂H₆O. C'est comme si l'univers s'était volontairement transformé en une distillerie monumentale.
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Les espaces entre les étoiles sont connus comme le milieu interstellaire. La célèbre nébuleuse d'Orion est peut-être l'exemple le plus connu. C'est la région de formation d'étoiles la plus proche de la Terre et visible à l'œil nu, même s'il reste encore plus de 1 300 années-lumière.
Pourtant, alors que nous avons tendance à nous concentrer sur les parties colorées des nébuleuses comme Orion, où les étoiles émergent, ce n’est pas de là que vient l’alcool. Les étoiles émergentes produisent un rayonnement ultraviolet intense, qui détruit les molécules proches et rend plus difficile la formation de nouvelles substances.
Nébuleuse d'Orion (Wikimedia Commons) Au lieu de cela, vous devez vous pencher sur les parties du milieu interstellaire qui, pour les astronomes, apparaissent comme sombres et nuageux, et faiblement éclairées par des étoiles éloignées. Le gaz dans ces espaces est extrêmement froid, légèrement inférieur à -260 ou environ 10 au-dessus du zéro absolu. Cela le rend très lent.
Il est également fantastiquement largement dispersé. D'après mes calculs, au niveau de la mer sur Terre, il y a environ 3 x 10 25 molécules par mètre cube d'air, soit trois suivis de 25 zéros, un nombre extrêmement énorme. À une altitude d'environ 36 000 pieds, la densité de molécules est d'environ un tiers de cette valeur - disons 1x10 25 . Nous aurions du mal à respirer à l'extérieur de l'avion, mais cela reste beaucoup d'essence en termes absolus.
Maintenant, comparons cela aux parties sombres du milieu interstellaire, où il y a typiquement 100 000 000 000 de particules par mètre cube, soit 1x10 11, et souvent bien moins que cela. Ces atomes s'approchent rarement assez pour interagir. Pourtant, quand ils le font, ils peuvent former des molécules moins susceptibles d’être détruites par des collisions à grande vitesse que lorsque la même chose se produit sur Terre.
La preuve est là-bas. (Tragoolchitr Jittasaiyapan) Si un atome de carbone rencontre un atome d'hydrogène, par exemple, ils peuvent former une molécule appelée méthylidyne (symbole chimique CH). Methylidyne est hautement réactif et est donc rapidement détruit sur Terre, mais il est commun dans le milieu interstellaire.
Des molécules simples comme celles-ci sont plus libres de rencontrer d'autres molécules et atomes et de construire lentement des substances plus complexes. Parfois, les molécules sont détruites par la lumière ultraviolette provenant d'étoiles éloignées, mais cette lumière peut également transformer les particules en versions légèrement différentes d'elles-mêmes, appelées ions, élargissant ainsi lentement la gamme de molécules pouvant se former.
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Fabriquer une molécule à neuf atomes telle que l’éthanol dans ces conditions fraîches et ténues peut encore prendre un temps extrêmement long - certainement beaucoup plus long que les sept jours que vous pourriez fermenter dans le grenier, sans parler du temps qu’il faut pour aller à pied magasin d'alcool.
Mais d'autres molécules organiques simples, qui commencent à s'agglutiner pour former des grains de poussière, ressemblent à de la suie, apportent leur aide. Sur la surface de ces grains, les réactions chimiques se produisent beaucoup plus rapidement car les molécules sont retenues à proximité.
Ce sont donc des régions de suie fraîches, les lieux de naissance stellaires potentiels du futur, qui encouragent l’apparition plus rapide de molécules complexes. Les différentes lignes de spectre de particules présentes dans ces régions montrent qu’il existe de l’eau, du dioxyde de carbone, du méthane et de l’ammoniac - mais aussi beaucoup d’éthanol.
Place pour plus! (Africa Studio) Maintenant, quand je dis beaucoup, vous devez garder à l'esprit l'immensité de l'univers. Et nous ne parlons encore que d’environ un atome et une molécule sur 10 m. Supposons que vous puissiez voyager à travers l'espace interstellaire en tenant une pinte de verre, ramassant seulement de l'alcool au fur et à mesure de vos déplacements. Pour collecter suffisamment pour une pinte de bière, il vous faudrait parcourir environ un demi-million d'années-lumière - bien plus que la taille de notre Voie Lactée.
En bref, il existe d’énormes quantités d’alcool dans l’espace. Mais comme il est dispersé sur des distances vraiment énormes, les entreprises de boissons peuvent se reposer facilement. Il fera très froid au soleil avant que nous trouvions comment récupérer tout cela, je suis désolé de le dire.
Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation.
Alexander MacKinnon, maître de conférences en astrophysique, Université de Glasgow
