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Le but de cette conférence est de vous raconter une merveilleuse et étrange histoire. ...
Voici d'ailleurs l'énoncé des principes fondamentaux que j'ai taché de mettre en évidence en me basant sur mes expériences.
Suivant des conceptions, hier encore classiques, la matière serait composée d'éléments indivisibles, nommés atomes. Comme ils semblent persister à travers toutes les transformations des corps, on admettait pour cette raison qu'ils sont indestructibles.
Cette notion fondamentale a plus de 2000 ans d'existence. Le grand poète romain Lucrèce l'a exposée dans les termes suivants, que les livres modernes ne font guère que reproduire.
"Les corps ne sont pas anéantis en disparaissant à nos yeux : la nature forme de nouveaux êtres avec leurs débris, et ce n'est que par la mort des uns qu'elle accorde la vie aux autres. Les éléments sont inaltérables et indestructibles... Les principes de la matière, les éléments du grand tout sont solides et éternels, - nulle action étrangère ne peut les altérer. L'atome est le plus petit corps de la nature... Il représente le dernier terme de la division. Il existe donc dans la nature des corpuscules d'essence immuable... leurs différentes combinaisons forment tous les corps."
Telles etaient les idées de Lucrèce et de tous les savants depuis vingt siècles. Appuyée sur des recherches expérimentales dont nous parlerons bientôt, la science moderne est arrivée à une conception de la matière bien différente.
Elle admet maintenant que les atomes sont formés de tourbillons d'éther tournant autour d'une ou plusieurs masses centrales avec une vitesse d'ordre de celle de la lumière. L'atome est comparé à un soleil entouré de son cortège de planètes.
Mais comment se fait-il que ces tourbillons d'éther immatériel puissent se transformer en matière aussi rigide qu'un rocher ou un bloc d'acier? Certaines analogies appuyées sur l'expérience permettent de le comprendre.
Il est probable que la matière doit uniquement sa rigidité à la rapidité de rotation de ses éléments et que, si leurs mouvements s'arrêtaient, elle s'évanouirait instantanément dans l'éther, sans rien laisser derrière elle. Des tourbillons gazeux, animés d'une vitesse de rotation de l'ordre de celle des rayons cathodiques, deviendraient vraisemblablement aussi durs que l'acier. Cette expérience n'est pas réalisable, mais nous pouvons pressentir ses résultats en constatant la rigidité considérable acquise par un fluide animé d'une grande vitesse.
Des expériences faites dans les usines hydroélectriques ont montré qu'une colonne liquide de 2 centimètres seulement de diamètre, tombant à travers un tube d'une hauteur de 500 mètres, ne peut être entamée par un coup de sabre lancé avec violence. L'arme est arrêtée, à la surface du liquide, comme elle le serait par un mur. Si la vitesse de la colonne liquide était suffisante, un boulet de canon ne la traverserait pas. Une lame d'eau de quelques centimètres d'épaisseur, animée d'une vitesse assez grande, resterait aussi impénétrable aux obus que le mur d'acier d'un cuirassé.
Donnons au jet d'eau précédent la forme d'un tourbillon, et nous aurons l'image des particules de la matière et l'explication probable de sa rigidité.
Nous pouvons ainsi comprendre comment l'éther immatériel transformé en petits tourbillons animés d'une vitesse suffisante, devient très matériel. On conçoit aussi que, si ces mouvements tourbillonnaires étaient arrêtés, la matière s'évanouirait instantanément en retournant à l'éther...
Nous venons de dire que la matière se composait
de tourbillons d'éther. Qu'est-ce que
l'éther?
La plus grande partie des phénomènes
de la physique : lumière, chaleur, électricité rayonnante,
etc., sont considérés comme ayant leur siège dans
l'éther.
La gravitation, d'où dérive la mécanique du monde et la marche des astres, semble encore une de ses manifestations. Toutes les recherches théoriques formulées sur la constitution des atomes conduisent à admettre qu'il forme leur trame. Il est le substratum des mondes et de tous les êtres qui vivent à leur surface. Bien que la nature intime de l'éther soit à peine soupçonnée, son existence s' est imposée depuis longtemps.
Elle s'est imposée lorsqu'il a fallu expliquer la propagation des forces à distance. Elle parut expérimentalement démontrée quand Fresnel eut prouvé que la lumière se propage par des ondulations analogues à celles produites par la chute d'une pierre dans l'eau. En faisant interférer des rayons lumineux, il obtint de l'obscurité par la superposition des parties saillantes d'une onde lumineuse aux parties creuses d'une autre onde. La propagation de la lumière se faisant par ondulations, ces ondulations se produisaient nécessairement dans quelque chose. C'est ce quelque chose qu'on appelle l'éther.
Sans doute, l'éther est un agent mystérieux que nous ne savons pas isoler, mais sa réalité s'impose puisque aucun phénomène ne pourrait s'expliquer sans lui. On ne peut l'isoler, mais il est impossible de dire qu'on ne puisse ni le voir ni le toucher. C'est, au contraire, la substance que nous voyons et touchons le plus souvent. Quand un corps rayonne de la chaleur qui nous échauffe et nous brûle: quand nous regardons sur le verre dépoli d'une chambre noire un paysage verdoyant, par quoi sont constituées cette chaleur et cette image, sinon par des vibrations de l'éther?
Le rôle de l'éther est devenu capital et n'a cessé de grandir avec les progrès de la physique. La plupart des phénomènes seraient inexplicables sans lui. Sans éther, il n'y aurait ni pesanteur, ni lumière, ni électricité, ni chaleur, rien, en un mot, de tout ce que nous connaissons. L'univers serait silencieux et mort, ou se révélerait sous une forme impossible même à pressentir.
Si l'on pouvait construire une chambre de verre de laquelle on aurait retiré entièrement l'éther, la chaleur et la lumière ne pourraient la traverser. Elle serait d'un noir absolu et probablement la gravitation n'agirait plus sur les corps placés dans son intérieur. Ils auraient donc perdu leur poids....
La mobilité des éléments de la matière est quelquefois un de ses caractères les plus faciles à constater, puisqu'il suffit d'approcher la main du réservoir d'un thermomètre pour voir la colonne liquide se déplacer aussitôt. Ses molécules se sont écartées sous l'influence d'une légère chaleur. Quand nous approchons la main d'un bloc de métal, les mouvements de ses éléments se modifient également, mais d'une façon si faible pour nos sens qu'ils ne les perçoivent pas, et c'est pourquoi la matière nous apparaît alors comme très peu mobile.
La croyance générale à la stabilité de la matière est confirmée d'ailleurs par l'observation, puisque, pour faire subir à un corps des modifications considérables, comme de le fondre ou de le réduire en vapeur, il faut des moyens très puissants.
Des méthodes d'investigation suffisamment précises montrent, au contraire, que non seulement la matière est d'une mobilité extrême, mais encore possède une sensibilité inconsciente dont la sensibilité consciente d'aucun être vivant ne saurait approcher.
Les physiologistes mesurent la sensibilité d'un être par le degré d'excitation nécessaire pour obtenir de lui une réaction. On le considère comme fort sensible lorsqu'il réagit sous des excitants très faibles. En appliquant à la matière brute un procédé d'investigation analogue, on constate que la substance la plus rigide et la moins sensible en apparence est au contraire d'une sensibilité invraisemblable. La matière du bolomètre, constitué en dernière analyse par un mince fil de platine, est tellement sensible qu'elle réagit sous l'influence d'un rayon de lumière d'une intensité assez faible pour ne produire qu'une élévation de température d'un cent millionième de degré. Un bloc d'acier est, en réalité infiniment plus sensible que l'être vivant le plus sensible....
La nature ne connaît pas le repos. S'il se trouve quelque part, ce n'est ni dans le monde que nous habitons, ni dans les êtres vivant à sa surface. Il n'est pas davantage dans la mort, qui ne fait que substituer à certains équilibres momentanés d'atomes d'autres équilibres dont la durée sera aussi éphémère.
Malgré l'extrême mobilité de la matière, le monde paraît cependant très stable. Il l'est, en effet, mais simplement parce que, dans sa phase actuelle d'évolution, le milieu qui l'enveloppe varie dans des limites assez restreintes. La constance apparente des propriétés de la matière résulte uniquement de la constance du milieu où elle est plongée.
Les propriétés de la matière que nous venons de vous exposer ne sont pas les seules qu'elle possède. Ne pouvant les énumérer toutes, nous nous bornerons à attirer encore votre attention sur l'une de ses plus importantes, c'est-à-dire le rayonnement permanent dont elle est le siège.
Jusqu'au zéro absolu, c'est-à-dire jusqu'a 273° au dessous de la température de la glace, la matière envoie sans discontinuer des vibrations dans l'éther. Un bloc de glace peut être considéré comme source de chaleur rayonnante au même titre qu'un fragment de charbon incandescent. La seule différence entre eux est dans la quantité de chaleur rayonnée. Les plaines glacées du pôle sont une source de chaleur rayonnante comme les plaines brûlantes de l'équateur, et si la sensibilité de la plaque photographique n'était pas aussi limitée elle pourrait pendant la puis profonde nuit, reproduire l'image des c corps au moyen de leurs propres radiations réfractées par les lentilles d'une chambre noire.
Ces auréoles rayonnantes qui entourent tous les corps ne sont pas perceptibles parce que notre œil est insensible pour la plus grande partie des ondes lumineuses. La forme d'un être vivant ne nous paraît bien définie que parce que nos sens perçoivent seulement des fragments des choses. L'œil n'est pas fait pour tout voir. Il trie dans l'océan des formes ce qui lui est accessible et croit que cette limite artificielle est une limite véritable. Ce que nous percevons d'un être vivant n'est qu'une partie de sa forme réelle. Il est entouré des vapeurs qu'il exhale et des radiations qu'il émet constamment par suite de sa température. Si nos yeux pouvaient tout voir, un être vivant nous apparaîtrait comme un nuage aux changeants contours...
Nous allons aborder maintenant l'étude
de la dématérialisation de la matière.
Des expériences fort nombreuses, et sur
la valeur desquelles on ne discute plus, ont prouvé, comme je fus
le premier à l'établir, que les atomes de la matière,
considérés jadis comme très stables, peuvent se désagréger,
soit spontanément, soit sous l'influence de causes diverses.
Les produits de cette dissociation sont identiques pour tous les corps, qu'ils soit engendrés par la cathode de l'ampoule de Crookes, par le rayonnement d'un métal sous l'action de la lumière, ou par la désagrégation de corps spontanément radioactifs, tels que l'uranium, le thorium et le radium.
On peut donc, quand on veut étudier la dissociation de la matière, choisir les corps pour lesquels le phénomène se manifeste de la façon la plus intense, soit, par exemple, l'ampoule de Crookes où un métal formant cathode est excité par le courant électrique d'une bobine d'induction, soit plus simplement, des composés très radioactifs tels que les sels de thorium ou de radium. Des corps quelconques dissociés par la lumière ou autrement donnent d'ailleurs les mêmes résultats, mais la dissociation étant beaucoup plus faible, l'observation des phénomènes est plus difficile.
On constate que les produits divers de la dissociation de la matière actuellement connus peuvent se ranger dans les six classes suivantes : Emanations, Ions négatifs, Ions positifs, Electrons, Rayons X et Radiations analogues.
Il ne faudrait pas croire que ces substances représentent toutes les étapes de la dématérialisation de la matière. Celles dont l'existence est connue ne sont que des fragments d'une série probablement très longue.
La quantité des particules émises par les corps pendant leur dématérialisation varie suivant les corps. Elle serait, pour un gramme d'uranium et de thorium de 70000 par seconde, et quant au radium de 100000 milliards, d'après les calculs de divers observateurs.
En frappant les corps phosphorescents, les particules de matière dissociée les rendent lumineux. Sur cette propriété est fondé le spinthariscope, instrument qui rend visible pour les yeux les plus incrédules la dissociation permanente de la matière. Il consiste simplement en un écran de sulfure de zinc, au-dessus duquel se trouve une petite aiguille dont l'extrémité fut trempée dans une solution d'un corps spontanément dissociable. En regardant l'écran à la loupe, on voit jaillir sans interruption une pluie de petites étincelles produite par le choc des particules. Je possède un de ces instruments qui depuis 4 ans n'a cessé d'émettre une pluie d'étincelles provenant de la dissociation de 1/10 de milligramme de bromure de radium fixé à la pointe d'une aiguille.
Nous venons de parler des millions de corpuscules par seconde que peut émettre durant des siècles 1 gramme d'un corps radioactif. De tels chiffres provoquent toujours une certaine défiance, parce que nous n'arrivons pas à nous représenter l'extraordinaire petitesse des éléments de la matière. Cette défiance disparaît quand on constate la susceptibilité de substances très ordinaires à demeurer pendant des années, sans subir aucune dissociation, le siège d'une émission de particules abondantes faciles à constater par l'odorat, mais inappréciable aux plus sensibles balances.
M. Berthelot s'est livré sur ce sujet à d'intéressantes recherches. Il essaya de déterminer la perte de poids que subissent des corps très odorants bien que fort peu volatils. L'odorat est d'une sensibilité infiniment supérieure à celle de la balance, puisque, pour certaines substances, telles que l'iodoforme, la présence de 1centième de millionième de milligramme peut, suivant M. Berthelot, être facilement révélée.
Il est arrivé après des recherches faites avec ce corps, à la conclusion que 1 gramme d'iodoforme perd seulement I centième de milligramme de son poids en une année, c'est-à-dire 1 milligramme en cent ans, bien qu'émettant sans cesse un flot de particules odorantes dans toutes les directions. M. Berthelot ajoute que si au lieu d'iodoforme, on s'était servi de musc, les poids perdus auraient été beaucoup plus petits, << mille fois peut-être >>, ce qui fait, 100000 ans pour la perte de 1 milligramme.
Les particules émises par la matière en se dissociant ont des vitesses de 30000 à 300000 kilomètres par seconde. Il peut sembler fort difficile de mesurer la vitesse de corps se mouvant avec une telle rapidité. Cette mesure est cependant très simple.
Un étroit faisceau de radiations obtenu par un moyen quelconque - avec un corps radioactif, par exemple- est dirigé sur un écran susceptible de phosphorescence. En le frappant, il y produit une petite tache lumineuse.
Ce faisceau de particules étant électrisé est déviable par un champ magnétique. On peut donc l'infléchir ah moyen d'un aimant. Le déplacement de la tache lumineuse sur l'écran phosphorescent indique la déviation que fait subir aux particules un champ magnétique d'intensité connue. La force nécessaire pour dévier d'une certaine quantité un projectile de masse connue permettant de déterminer la vitesse de ce dernier on conçoit que de la déviation des particules il soit possible de déduire leur vitesse. Quand le pinceau de radiations contient des particules de vitesses différentes, elles tracent une ligne plus ou moins longue sur l'écran phosphorescent au lieu de se manifester par un simple point, et on peut ainsi calculer la vitesse de chacune d'elles.
Toutes les forces de la nature sont engendrées par des perturbations d'équilibre de l'éther ou de la matière et disparaissent quand les équilibres troublés sont rétablis. La lumière, par exemple, qui prend naissance avec les vibrations de l'éther, cesse avec elles.
Deux corps en relation, chargés de chaleur, d'électricité, de mouvement, etc., ne peuvent, quelle que soit la différence de grandeur de ces corps, agir l'un sur l'autre et produire de l'énergie que quand les éléments dont ils sont chargés ne sont pas en équilibre....
Une force est donc toujours le résultat d'une dénivellation. Deux corps chauds à la même température représentent deux réservoirs au même niveau, ou deux poids égaux sur les plateaux d'une balance, et il n'en résulte aucune manifestation d'énergie. Si, au contraire, la température de l'un des corps est moins élevée que celle de l'autre, il y aura perturbation d'équilibre et production d'énergie jusqu'à ce que les deux corps soient au même niveau calorique.
Ainsi donc, sans une dénivellation d'éther ou de matière, il n'y a aucune manifestation possible d'énergie. Si le Soleil possède dans toute sa masse une température uniforme de 6 000 degrés et qu'il puisse y exister des êtres capables de supporter cette chaleur, elle ne représenterait pour eux aucune énergie. N'ayant pas de corps froids à leur disposition, ils ne pourraient obtenir aucune chute de chaleur, condition indispensable de la production d'énergie thermique.
Admettons maintenant qu'au lieu de se trouver a une température uniforme de 6 000°, ces êtres imaginaires vivent clans un monde de glace à la température uniforme de zéro, mais possèdent dans des puits profonds une provision illimitée d'air liquide. Contrairement à ceux plongés dans un milieu à 6 000°, ils trouveraient dans les blocs de glace une source considérable d'énergie. En plongeant, en effet, ces derniers dans l'air liquide à -180°, Ils obtiendraient une dénivellation de température considérable. Au contact de la glace qui est pour l'air liquide un corps très chaud, ce dernier entrerait aussitôt en ébullition, et sa vapeur pourrait être employée à faire fonctionner des moteurs. Les habitants de ce monde remplaceraient donc le charbon de nos machines à vapeur par des blocs de glace qu'ils considéreraient, ainsi que nous le faisions pour la houille, comme des réservoirs d'énergie.
Nous avons dis que la matière se composait de petits éléments animés d'une vertigineuse vitesse qui, sous des influences diverses ou même spontanément, s'échappent dans l'atmosphère, comme la pierre que ne retient plus la main du frondeur.
Il est bien évident que, pour engendrer
de pareilles vitesses il faut des forces colossales.
Je fus ainsi conduit à
admettre que la matière était le siège d'une énergie
jadis insoupçonnée, à laquelle j'ai donné le
nom d'énergie intra-atomique. Cette dernière est, nous le
verrons bientôt, l'origine de toutes les autres forces, la chaleur
solaire et l'électricité notamment.
Elle diffère de toutes les énergies que nous connaissons par sa concentration très grande, par sa prodigieuse puissance et par la stabilité des équilibres qu'elle peut former.
Si, au lieu de réussir à dissocier seulement des millièmes de milligramme de matière, comme on le fait maintenant, on pouvait en dissocier quelques kilogrammes, nous posséderions une Source d'énergie auprès de laquelle toute la provision de houille que nos mines contiennent représenterait un insignifiant total...
Prenons une pièce de cuivre de 1 centime, pesant, comme on le sait, 1 gramme, et supposons qu'en exagérant la rapidité de sa dissociation nous puissions arriver à la dématérialiser entièrement.
L'énergie cinétique possédée par un corps en mouvement étant égale à la moitié du produit de sa masse par le carré de sa vitesse, un calcul élémentaire donne la puissance que représenteraient les particules de ce gramme de matière animées de la vitesse constatée pendant la dissociation des corps. Elle est; égale à 510 milliards de kilogrammètres, chiffre qui correspond à environ 6 milliards 800 millions de chevaux-vapeur. Cette quantité d'énergie serait suffisante pour faire parcourir à un train de marchandises 4 fois la circonférence du globe. Pour faire effectuer avec du charbon ce trajet au même train il faudrait en dépenser pour 68 000 francs. Ce chiffre de 68 000 francs représente donc la valeur marchande de l'énergie intra-atomique contenue dans une pièce de 1centime.
Sous quelles formes l'énergie intra-atomique peut-elle exister dans la matière? Comment des forces si colossales peuvent-elles être concentrées dans des particules si petites?
L'idée d'une telle concentration semble, au premier abord, inexplicable, parce que notre expérience usuelle montre la grandeur de puissance mécanique toujours associée à la dimension des appareils qui la produisent. Une machine d'une puissance de mille chevaux, par exemple, possède un volume considérable.
Par association d'idées nous sommes conduits à croire que la grandeur de l'énergie mécanique implique la grandeur des appareils qui la produisent.
C'est là une illusion pure résultant de l'infériorité de nos systèmes mécaniques et facile à détruire par de très simples calculs. Une des plus élémentaires formules de la dynamique montre que l'on peut accroître à volonté l'énergie d'un corps de grandeur constante, en accroissant simplement sa vitesse. On peut donc concevoir une machine théorique formée simplement d'une tête d'épingle tournant dans le chaton d'une bague, et qui, malgré sa petitesse, posséderait, grâce à sa force giratoire, une puissance mécanique égale à celle de plusieurs milliers de locomotives....
Les faits résumés dans cette conférence montrent que la matière n'est pas éternelle, qu'elle constitue un réservoir énorme de forces, et disparaît en se transformant en d'autres formes d'énergie avant de retourner à ce qui, pour nous, est le néant.
Les éléments d'un corps qui brûle ou qu'on essaie d'anéantir par un moyen quelconque se transforment mais ils ne se perdent pas, puisque la balance permet de constater que leur poids n'a pas changé. Les éléments des atomes qui se dissocient sont, au contraire, irrévocablement détruits. Ils ont perdu toutes les qualités de la matière, y compris la plus fondamentale de toutes, la pesanteur. La balance ne les retrouve plus.
Comment les tourbillons d'éther et les énergies engendrées par eux perdent-ils leur individualité pour s 'évanouir dans l'éther? La question se ramène à celle-ci Comment un tourbillon formé au sein d'un fluide peut-il disparaître dans ce fluide en y produisant des vibrations?
Sous cet aspect, la solution du problème est assez simple. On voit facilement, en effet comment un tourbillon engendré aux dépens d'un liquide peut, lorsque son équilibre est troublé, s'évanouir, malgré sa rigidité théorique, en rayonnant son énergie sous forme de vibrations du milieu ou il est plongé. C'est de cette façon, par exemple, qu'une trombe marine, formée d'un tourbillon liquide, perd son existence et disparaît dans l'océan.
De la même manière, sans doute, les tourbillons d'éther constituant les éléments des atomes peuvent se transformer en vibrations d'éther. Celles-ci représentent le terme ultime de la dématérialisation de la matière et de sa transformation on énergie avant son anéantissement final.
Ainsi donc, lorsque les atomes ont rayonné toute leur énergie sous forme de vibrations lumineuses, calorifiques ou autres, ils retournent, par le fait même du rayonnement consécutif à leur dissociation, à l'éther primitif d'où ils dérivent. La matière et l'énergie sont alors rentrées dans le néant des choses, comme la vague dans l'océan.
Il ne semble pas très compréhensible, au premier abord, que les mondes qui paraissent de plus en plus stables à mesure qu'ils se refroidissent puissent devenir instables au point de se dissocier entièrement. Pour faire comprendre ce phénomène, nous allons on donner d'abord l'explication théorique, puis rechercher si des observations astronomiques ne permettent pas d'être témoins d'une telle dissociation.
On sait que la stabilité d'un corps en mouvement, comme une toupie ou une bicyclette, cesse d'être possible quand sa vitesse de rotation descend au-dessous d'une certaine limite. Aussitôt cette limite atteinte, il perd sa stabilité et tombe sur le sol. J.J. Thomson interprète même de cette façon la radioactivité et fait remarquer que, lorsque la vitesse de rotation des éléments composant les atomes descend au-dessous d'une certaine limite, ils deviennent instables et tendent à perdre leur équilibre. Il en résulterait un commencement de dissociation, avec diminution de leur énergie cinétique suffisant pour lancer dans l'espace les produits de la désagrégation intra-atomique.
Il ne faut pas oublier que l'atome, réservoir énorme d'énergie, est par ce fait même comparable aux corps explosifs. Ces derniers restent inertes tant que leurs équilibres intérieurs ne sont pas troublés. Dès qu'une cause quelconque les modifie, ils font explosion et brisent tout ce qui les entoure, après s'être brisés eux-mêmes.
Donc, les atomes qui vieillissent par suite de
la diminution d'une partie de leur énergie intra-atomique perdent
graduellement leur stabilité. Un moment arrive alors où cette
stabilité est si faible que la matière disparaît par
une sorte d'explosion plus ou moins rapide. Les corps de la famille du
radium offrent une image de ce phénomène, image d'ailleurs
très affaiblie parce que les atomes de ces corps sont seulement
arrivés à une période d'instabilité où
la dissociation est assez lente. Elle en précède probablement
une autre, plus rapide, capable de produire leur explosion finale. Des
corps tels que l'uranium et le radium représentent sans doute un
état de vieillesse auquel tous les corps arriveront un jour et qu'ils
commencent déjà à manifester dans notre univers,
puisque toute matière est légèrement radioactive.
Il suffirait que la dissociation fût assez générale
et assez rapide pour produire l'explosion du monde où elle se manifesterait.
...