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Exobiologie : de l'origine de la vie à
la vie extraterrestre
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| Origine de la vie
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Thermodynamique
Les
êtres vivants sont des systèmes ouverts, c'est-à-dire qu'en plus
de l'énergie, ils échangent aussi de la matière avec leur environnement.
Ils restent cependant soumis aux mêmes lois physiques que tous
les objets dans l'univers, y compris les lois de la thermodynamique.
La thermodynamique est un domaine de la physique qui étudie les
transformations de la matière et de l'énergie des systèmes macroscopiques.
Un système macroscopique est une petite portion de l'Univers qui
demeure à l'échelle humaine (par opposition à l'échelle microscopique)
et qui délimite un volume fini.
- Le principe zéro de la thermodynamique s'énonce
ainsi : "Deux systèmes en équilibre thermique avec un troisième
sont en équilibre thermique entre eux." Ce principe permet
de définir la notion de température, les trois systèmes évoqués
étant à la même température.
- D'après le premier principe de la thermodynamique,
la variation d'énergie d'un système est égale à la somme des
quantités de chaleur et de travail que ce système a échangées
avec le milieu extérieur. On constate que ce principe donne
une définition précise de la chaleur.
Ce premier principe formule donc la conservation de l'énergie
et exclut par conséquent l'existence de machines qui effectueraient
un travail de manière permanente sans requérir de l'énergie
("machines à mouvement perpétuel").
- Le second principe (dit de Carnot) fait intervenir
une grandeur d'état, l'entropie, qui mesure le désordre du
système à l'échelle moléculaire. Le deuxième principe énonce
que l'entropie d'un système isolé ne peut que croître. En
conséquence, lorsqu'un système a atteint son état d'équilibre,
son entropie est maximale. La nature semble donc "préférer"
le désordre à l'ordre.
En utilisant le deuxième principe, on démontre qu'il est impossible
de produire du travail de manière continue en retirant de
la chaleur à un corps.
L'intérêt de la thermodynamique en exobiologie
La suite bientôt...
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