Billet d'humeur : Merci, braves photons !

Chaque fois qu’il fait jour grâce à la lumière du Soleil, nous sommes baignés par des milliards de grains de lumière, les photons. Mais d’où viennent-elles, ces bien curieuses particules, ces « quantas d’énergie » tout à la fois invisibles, de masse nulle et se déplaçant à une vitesse égale à sept fois et demie le tour de la Terre par seconde ?

Leur naissance a lieu au cœur du Soleil, une peu paisible maternité à 15 millions de degrés et 200 milliards de fois la pression atmosphérique terrestre. À ce niveau de température et de pression, les noyaux d'hydrogène sont propulsés les uns contre les autres en se transformant en noyaux d'hélium. Ce processus génère des noyaux dont la masse est légèrement plus faible après cette fusion qu’avant celle-ci. Or, depuis Einstein et sa géniale équation e = mc², on sait que l’énergie, c’est de la matière. Cette différence de masse correspond donc à une transformation en énergie, laquelle est libérée sous forme de particules énergétiques : les photons.

Ceux-ci atteignent ensuite la zone radiative du Soleil au-dessus du cœur, épaisse de 300 000 km. La densité y est encore si élevée que les photons entrent sans cesse en collision avec d’autres particules ou les atomes ionisés d’hydrogène et d’hélium. La progression des photons est à ce stade si chaotique qu’il leur faut entre 10 000 et 170 000 années pour s'extirper de cette zone radiative. Un peu comme dans une foule compacte où, si chacun se heurte en tous sens, seuls quelques-uns finissent par être expulsés au hasard des collisions.

Les photons qui y parviennent traversent alors la tachocline, une zone de transition à 200 000 km de la surface et arrivent dans une zone très turbulente, la zone convective, où la température diminue à 2,5 millions de degrés. Le périple des photons n’est pas fini : poussés vers l'extérieur par le bouillonnement de la matière solaire, puis happés par d’immenses colonnes de gaz, il leur faut trois mois pour émerger des gaz de l’atmosphère solaire et atteindre la surface visible du Soleil, la photosphère. Enfin seuls et libres de voyager sans entraves !

Huit minutes plus tard, certains finiront déjà leur course en heurtant la Terre. D’autres mettront 40 h pour arriver sur Neptune, aux confins du système solaire. La plupart poursuivront dans le silence éternel des espaces infinis…

Résumons ce stupéfiant parcours : il a fallu aux photons entre 10 000 et 170 000 ans pour s'extirper du cœur radiatif du Soleil, trois mois pour en franchir les couches supérieures, puis 8 min pour arriver sur Terre. Les photons qui vous permettent de lire ce texte viennent donc de voyager durant environ 100 000 ans. Créés au cœur d’un infernal chaudron bien avant l’arrivée d’homo sapiens, ils ont subi des milliards de milliards de milliards de collisions avant de nous parvenir gratuitement, partout sur Terre, nous procurant dans leur finale terrestre collision à la fois de la lumière, une douce énergie et notre nourriture grâce à la photosynthèse des plantes. Sans photons, pas de lumière, pas de plantes, pas d’humains.

Merci et chapeau bas, braves et généreux photons !