Après l’apparition/formation des atomes commence donc une toute nouvelle étape dans le développement historique de la structuration de l’être et de l’univers : l’apparition/formation des molécules. Les molécules ne sont pas de nouveaux atomes. Ce ne sont pas des atomes plus gros. Il s’agit d’une toute nouvelle forme de structuration de l’être.
Pour apparaître et se former, les molécules ont besoin de matériaux préexistants : les atomes. Elles ont besoin de conditions extérieures particulières favorables. Elles ont également besoin que les matériaux préexistants soient disponibles dans la proximité les uns des autres. Les molécules vont alors se former en obéissant à des lois particulières : ce seront les lois de la chimie, lois constantes, immuables et universelles.
Est-ce que ces lois « existaient » avant l’apparition des molécules ? Grande question de philo ! En tout cas, elles ne nous sont accessibles que à travers l’observation du comportement des molécules. Qui a défini ces lois immuables, constantes et universelles ? Ces questions, déjà posées lors de la formation des atomes, reviendront à chaque stade de structuration de l’être dans le développement de l’univers. Car le procédé de l’évolution est théoriquement le même à chaque niveau : matériaux préexistants, proximité de ces matériaux en quantité suffisante, conditions extérieures favorables pour l’apparition/formation de ce nouveau niveau de structuration selon les lois immuables, constantes et universelles qui régissent l’univers à ce niveau de structuration.
Concernant le déploiement dans le temps, les conditions favorables détermineront :
- Le moment de l’apparition/formation du premier élément de ce nouveau niveau de structuration; ici, le moment de l’apparition/formation de la toute première molécule.
- Le temps durant lequel de nouveaux « individus » de ce premier élément pourront se former en quantité.
- Le temps durant lequel de nouveaux éléments de ce niveau de structuration pourront se former et créer une diversité; ici la diversité des molécules.
- Les limites de cette diversification.
- Le temps où va se terminer, s’il y a lieu et dans chaque lieu, la possible formation de chaque élément de ce niveau de structuration et la diversification des éléments de ce niveau.
- Le temps où va commencer la formation/apparition d’un tout nouveau niveau de structuration à partir ce celui-ci, celui-ci devenant le matériel préexistant du nouveau, et celui-ci devant exister de manière suffisante en quantité et en diversité et au moment où les conditions extérieures sont favorables à la formation d’un nouveau niveau de structuration avec les lois universelles, constantes et immuables propres à ce nouveau niveau.
Ouf ! Nous n’en sommes qu’au niveau moléculaire ! Et déjà la contemplation de cette harmonie si merveilleuse donne le vertige. Et nous pouvons déjà voir, je vous le donne en mille, la nécessité d’un chef d’orchestre qui guide le tout par des lois universelles supérieures aux lois spécifiques à chaque niveau de structuration.
Afin de poursuivre notre contemplation dans le respect du déploiement historique, distinguons bien trois types différents de formation de molécules. Il y a les molécules qui se forment d’elles-mêmes, uniquement par les lois de la chimie. Il y a les molécules qui se forment par les lois de la biochimie, grâce à l’intervention d’êtres vivants. Il y a les molécules qui se forment par l’intervention humain usant de procédés chimiques. Mais, au stade où nous sommes, seul le premier type peut être considéré. Car il n’y a encore aucun être vivant qui intervienne. Et donc, les molécules vont faire apparaître des êtres vivants qui, par la suite, interviendront sur la formation des molécules. Vous voyez ! Ce seront des super catalyseurs ! Mais il faut quant même s’arrêter pour s’émerveiller un peu sur le fait que des êtres « créent » des êtres qui leur seront supérieurs et qui deviendront leur maître. Les atomes, un peu par hasard, vont se réunir pour former des molécules (ADN) capable par la suite de se former par elles-mêmes. Ce n’est pas rien. Mais nous ne sommes pas encore rendus à ce niveau.
Ainsi donc, comme nous venons de l’entrevoir, l’apparition/formation des molécules est une réalité plus complexe qu’elle pourrait paraitre à première vue. Des atomes se regroupent pour former des molécules, rien de plus simple.
Mais ne perdons pas de vue que, là où nous en sommes rendus dans le déploiement historique de la structuration de l’être, la molécule apparaît comme un tout niveau de structuration. Elle devient la forme d’être la plus évoluée qui existe dans l’univers à ce moment-là. Elle met en œuvre des liens nouveaux qui feront apparaître des lois nouvelles : les lois de la chimie.
Pour nous qui remontons le cours du temps et de l’histoire, la formation de molécules apparaît comme la suite logique de la formation des atomes. Mais, justement, il faudra se demander de quoi est faite cette logique ?
Un contexte historique et un temps favorable
Voilà donc que, à un moment précis, dans un contexte précis, le temps devient favorable à la formation/apparition des premières molécules. Ce temps favorable va inclure plusieurs éléments. Un premier sera celui de la confrontation. La stabilité des atomes résiste à la pression exercée par le « monde extérieur », par l’environnement. La température extérieure n’est plus suffisante pour détruire les atomes, arracher les électrons et produire de nouveaux atomes par un processus de fusion des noyaux. Rappelons-nous que, dans la fusion, les atomes sont détruits et leurs éléments constitutifs sont regroupés pour former de tout nouveaux atomes. Au processus de « fusion » succède donc une nouvelle forme de regroupement, une nouvelle forme associative qui donnera naissance aux molécules. Dans l’association moléculaire, chaque atome conserve son identité propre. Il pourra éventuellement et régulièrement être arraché à la molécule et intégré dans une nouvelle molécule tout en demeurant parfaitement lui-même. Un temps nouveau est commencé et, d’une certaine manière, il dure jusqu’à ce jour. Bien que, à notre échelle, sur la terre, je ne suis pas certain qu’il se forme de nouvelles molécules par pure association d’atomes, sans l’intervention d’un niveau de structuration supérieur, ni en diversité, ni en quantité. Le temps favorable à l’apparition/formation des molécules est peut-être terminé. En tout cas, bien des temps nouveaux lui ont déjà succédé. Chaque chose en son temps.
La matière dans tous ses états
Les molécules sont donc beaucoup moins stables que les atomes. Ils se font et se défont plus facilement et avec moins d’énergie en jeu. C’est dans ce contexte que vont se manifester de nouveaux « états de la matière ». À notre échelle, nous connaissons principalement trois états de la matière : solide, liquide, gazeux. Il y en a d’autres.
À l’échelle cosmique, l’état liquide semble le plus rare, et de loin. Ainsi, on connaît des planètes gazeuses et des planètes telluriques. Très peu de liquide dans tout cela.
Les états de la matière permettent aux molécules et à la matière d’étendre sa durée de vie et de se déplacer. Le cycle de l’eau sera évidemment le plus célèbre exemple. Nous y reviendrons.
Les états de la matière expriment un rapport à l’environnement, principalement à la température et la pression. À une pression atmosphérique normale, l’eau gèle à 0 degré C et boue à 100 degrés C. D’autres facteurs entrent en ligne de compte. Et c’est donc de manière relationnelle que se déploie les divers états de la matière.
À chacune son histoire
Chaque molécule a son histoire. Aucune n’est banale. Aucune n’est identique. Pourquoi telle ou telle molécule va-t-elle apparaître à tel ou tel moment, à tel ou tel endroit ? Mille coïncidences nous orientent déjà vers une question que nous aborderons en un autre lieu, la question du hasard.
Essayons de retracer l’histoire de l’eau. Dans la nucléosynthèse primordiale se sont formés les atomes d’Hydrogène, tous les atomes d’Hydrogène. Des centaines de millions d’années plus tard, au cœur des étoiles, dans la nucléosynthèse stellaire, se sont formés des atomes d’Oxygène, formant leurs noyaux en brisant des atomes d’Hydrogène.
Puis, encore des millions d’années plus tard, lorsque les conditions extérieures furent favorables, nécessitant un énorme refroidissement, des atomes d’Hydrogène et des atomes d’Oxygène se sont associés pour former les premières molécules d’eau. En quelque sorte, des ennemis (puisque les atomes d’Oxygène se formaient au détriment des atomes d’Hydrogène) sont devenus des amis. Dans un autre contexte, ils auraient pu former des atomes de Néon (10 protons et 10 électrons), mais ici le contexte les oriente vers cette forme nouvelle que sera l’association moléculaire. Et cette innovation aura des répercussions qu’il aurait été impossible d’imaginer à ce moment-là.
Dans un contexte peut-être semblable (ou non), l’Azote va s’associer à trois atomes d’Hydrogène pour former l’ammoniac (NH3) et le Carbone va s’associer à quatre atomes d’Hydrogène pour former le méthane (CH4). Mais revenons à l’eau.
Formées probablement a l’état gazeux, les molécules d’eau sous l’effet d’un refroidissement rapide au moment de l’explosion d’une étoile vont passer à l’état solide. Et c’est dans cet état qu’elles voyageront dans l’univers jusqu’à ce qu’elles soient happées, par l’effet de la force de gravité, par un regroupement de matière qui deviendra planète.
Sur cette planète tellurique très chaude, les molécules d’eau se subliment à repassent instantanément à l’état gazeux. Elles s’envolent mais ne pourront quitter complètement la planète, étant retenues par la force de gravité. Elles formeront donc un atmosphère ultra humide qui restera ainsi durant des millions d’années. Puis, au moment favorable, lorsque la température planétaire aura suffisamment diminué, il commencera à pleuvoir, phénomène complètement nouveau. Et commencera le merveilleux cycle de l’eau qu’il faudra bien contempler un jour. Sur une planète, la nôtre, ce cycle de l’eau va se poursuivre jusqu’à l’émergence d’un niveau de structuration complètement nouveau, inédit et inimaginable.
Cette histoire de la molécule d’eau est merveilleuse et quasi invraisemblable. Et chaque molécule qui se trouve aujourd’hui sur notre terre a ainsi sa propre histoire. Et c’est la rencontre de toute ces histoires merveilleuses et différentes qui rendra possible, éventuellement, « l’apparition de la vie » et, un beau jour, « l’apparition de l’homme » et, un autre beau jour, ma propre « apparition ».
Pour ajouter à la beauté de l’histoire de la molécule d’eau, ajoutons encore ceci, car il ne suffit pas de commencer, il faut aussi persévérer. Dans l’univers, l’atome d’Hydrogène est le plus répandu, et de loin. La molécule d’eau est la plus simple des « molécules hydrogénées ». Elle devrait donc aussi être la plus répandue. Or, il n’est pas sûr qu’il en soit ainsi. À titre d’exemple, des chercheurs affirment que de l’eau liquide a coulé sur la planète Mars. Fort bien. Mais qu’est-elle devenue ? Elle s’est évaporée jusqu’à quitter le chant gravitationnel de la planète ? Elle s’est désintégrée sous l’effet combiné de la chaleur et de la basse pression ? Elle s’est transformée en une autre matière ? Laquelle ? Que sont devenus les atomes d’Hydrogène et d’Oxygène qui formait cet eau liquide. Car si la durée de vie de la molécule d’eau peut être assez éphémère en raison de la faiblesse de liaisons hydrogène, il n’en est pas ainsi de la durée de vie des atomes d’Hydrogène et d’Oxygène qui sont très stables. Ainsi donc, s’il y a encore de l’eau sur la terre, et de l’eau en abondance, cela est dû à une multitude de facteurs pour lesquels nous devons rendre grâce.
Des molécules géantes pour un pas de géant
Ces vastes océans d’eau liquide où bouillonne la « soupe primitive » vont donc devenir, pour utiliser un anachronisme, un nouveau « milieu de vie ». Ils seront un nouveau lieu, un nouveau contexte favorable où va se poursuivre la transformation de la matière.
L’eau liquide offre des possibilités nouvelles de rencontre, des possibilités nouvelles de dissolution et de recomposition. Même si les possibilités de formation de molécules sont théoriquement infinies, dans les faits, elles vont se cristalliser autour de certaines molécules à base azotée. Pourquoi ? Une vaste étude du contexte et des lois de la chimie y apporterait peut-être des éléments de réponse. Mais, pour notre contemplation, qu’il suffise de regarder une fois de plus le temps favorable.
Ces molécules à base azotée possèdent des griffes terminales qui leur permettent de s’étirer presque à l’infini. Elles formeront des molécules très longues, des molécules géantes, flottant à la dérive. Elles deviendront bientôt les éléments de construction d’un tout nouveau niveau de structuration de l’être : la cellule vivante.
