Avatars de lumière Diffusé le

La lumière donne un sens à la vie

Parmi les recherches menées au synchrotron Soleil dans l'Essonne, la ligne Désir utilise l'ultraviolet, le rayonnement qui dominait dans l'Univers avant la création du système solaire. Le physicien Laurent Nahon et l'astrophysicien Louis Sergeant d'Hendecourt expliquent les étapes de ces recherches, qui associent également des biochimistes, pour comprendre le rôle de la lumière dans l'apparition de la vie sur Terre.
Dernier épisode de la série "Avatars de lumière".

Réalisation : Armand Bernardi

Production : LA HUIT, UNIVERSCIENCE, ARTE G.E.I.E., EPS

Année de production : 2015

Durée : 6min41

Accessibilité : sous-titres français

La lumière donne un sens à la vie

Etienne Klein

Voici le dernier épisode de la série. Maintenant on débranche mon avatar...

Grâce à mon avatar de lumière, j'ai pu voyager dans des endroits étonnants…

Mais c'est fini, on me débranche maintenant de mon avatar.

Voilà, je suis déconnecté et mon avatar lui aussi est libre et autonome.

Imaginons que cet hologramme de lumière conserve la mémoire de qui je suis celle de toutes les générations qui m’ont précédé. Alors, il pourra se poser la question…

"Puis-je moi-même créer un avatar ?" 

En somme, la lumière peut-elle créer la vie ?... Pour répondre à cette question, mon avatar a une petite idée de l’endroit où il doit se rendre.

Laurent Nahon

Bienvenue au Synchrotron Soleil, qui est une des installations de pointe de ce type en Europe.

Alors ici on va faire tourner des électrons, à très haute vitesse, presque la vitesse de la lumière, et en tournant ils vont émettre cette lumière qu’on appelle rayonnement synchrotron, qui a une propriété assez fondamentale : c’est qu’elle est blanche, c’est à dire qu’elle s’étend de l’infrarouge très lointain jusqu’aux rayons X très durs.

Ce rayonnement va être canalisé dans des lignes de lumière. On en a à peu près 25 en opération aujourd’hui à Soleil pour guider ce rayonnement et l’envoyer sur un échantillon dont on veut étudier les propriétés qu’elles soient spectroscopiques, ou structurales, dans tout les états de la matière, que ce soit des gaz, des liquides, des solides, des surfaces, des cristaux, etc.…

Etienne Klein

La ligne de lumière qui m’intéresse s’appelle « Désir ». Elle émet une lumière ultraviolette, analogue à celle qui dominait dans l'espace avant la formation du système solaire.

Ici, un physicien et des biochimistes mènent des travaux qui prouvent que la lumière a donné, dès les origines, une orientation déterminante aux molécules de la vie.

Laurent Nahon

Ici, à l’état lumière de la ligne Désir, donc dans l’ultraviolet lointain, on va reproduire la lumière qu’on trouve dans l’espace interstellaire qui serait peut-être à l’origine de la vie…

Louis d’Hendecourt

La galaxie, elle est contemporaine de l’évolution du Big Bang. Elle est en fait constituée de centaines de milliards d’étoiles. Ces étoiles, lorsqu’elles arrivent en fin de vie, elles explosent. Elles perdent leurs couches externes, ces couches externes vont reformer des nuages de gaz et de poussière, et il y aura énormément de chimie moléculaire dans ces nuages, qu’on appelle d’ailleurs des nuages moléculaires.

Et à l’intérieur de la nébuleuse solaire, eh bien, on a des comètes, des astéroïdes qui contiennent une chimie organique très riche qui est en quelque sorte délivrée sur la terre.

Laurent Nahon

Alors on va s’intéresser à des molécules qu’on appelle chirales qui vient du grec ch[e]ir : les mains.

Et comme mes mains, ces molécules existent sous deux formes : gauche et droite, qui ne sont pas superposables mais qui sont images l’une de l’autre dans une symétrie miroir.

Quelque chose d’assez incroyable, avec ces molécules, est que tous les acides aminés - donc les briques élémentaires des protéines que l’on rencontre dans les plantes, dans les animaux et donc dans l’homme - sont tous de type gauche. Et la question qui taraude les scientifiques depuis 150 ans est de comprendre donc l’origine de cette rupture de symétrie. Quel mécanisme ? Quelle implication pour la vie ?  Et ici on va justement tester une famille de scénario qui est basée donc sur une origine extra-terrestre des briques élémentaires de la vie, en recréant ici sur la ligne Désir ce qui a pu se passer dans l’espace interstellaire.

Louis d’Hendecourt

Dans cette expérience, on va reproduire en laboratoire les glaces interstellaires sur une petite plaque froide. Ensuite, on va utiliser les qualités exceptionnelles du rayonnement ultraviolet pour générer une photochimie très importante.

Laurent Nahon

En effet, simultanément au dépôt, on irradie l’échantillon, donc avec la lumière polarisée circulairement émis par la ligne Désir. Donc, circulairement ça veut dire que c’est une lumière qu’on peut s’imaginer en forme de tire-bouchon. Il va y avoir des tire-bouchons « gauches » et des tire-bouchons « droits » et des molécules gauches ou droites ne vont pas avoir la même réponse.

Donc c’est la même idée, à partir de ces molécules, ces briques qui constituent les glaces, qui sont non-chirales au départ, on va induire une photochimie complexe vers des édifices plus larges type acide aminé. Et vous comprenez bien que, si on irradie avec une lumière de type « gauche », on va fabriquer un peu plus d’acide aminé « gauche » et vice-versa.

Et c’est ce processus de photochimie asymétrique qu’on essaie de reproduire en laboratoire…

Louis d’Hendecourt

Deux acides aminés dits « gauches » vont se reconnaître. Cette propriété  de chiralité c’est une des premières propriétés nécessaires au vivant…

Laurent Nahon

Finalement, ce qu’on a essayé de démontrer dans cette expérience, c’est que ce serait la lumière qui aurait pu donner un sens à la vie, en tout cas dans l’espace interstellaire.

Etienne Klein

Ma lumière  façonne la matière, elle contient de l’énergie, elle stocke et transporte de l’information, elle crée même des tissus vivants.

Mais une question demeure : pourquoi a-t-elle donné une orientation spécifique aux molécules de la vie ?

 …………………………..

Et pour ce qui me concerne, d'où provient ma lumière ?

…………………………..

D'où provient la toute première lumière ?

D'un événement qui s'est produit 380 000 ans après le Big Bang.

Avant, la lumière était prisonnière de la matière qui était encore très dense, et elle ne pouvait donc voyager à sa guise.

Et puis tout d'un coup, elle s'est libérée...

Réalisation : Armand Bernardi

Production : LA HUIT, UNIVERSCIENCE, ARTE G.E.I.E., EPS

Année de production : 2015

Durée : 6min41

Accessibilité : sous-titres français