Le zéro absolu. Ce terme résonne comme une limite infranchissable de l'univers, comme la vitesse de la lumière par exemple. Et ce n'est pas sans raison : le zéro absolu est la température la plus basse possible, nulle matière, nul atome ne peut descendre en-dessous.

Le zéro absolu n'est pas si loin de nous en fait, enfin, il ne le parait pas. Il est en effet situé à 0 kelvins, soit -273,15 ℃, ou encore -459,67 ℉. Mais que se passe-t-il si on le dépasse ? Je vais être assez catégorique, mais en l'état actuel des choses, il n'est pas possible de le dépasser. Il n'est même pas question pour l'instant d'imaginer ce qui se passerait, ça n'est pas possible. En fait, on considère même qu'il est impossible de l'atteindre. La comparaison avec la vitesse de la lumière tient toujours, on ne se pose pas la question de savoir si on revient réellement dans le temps ou non si on dépasse la vitesse de la lumière, on ne peut simplement pas l'atteindre, et encore moins la dépasser.

Bon, c'est très bien tout ce discours autoritaire de physicien basé sur ses principes, mais étudions au moins pourquoi le zéro absolu est nommé ainsi. Vous savez peut-être – ou pas, ça serait l'occasion de l'apprendre – que la chaleur est caractérisée par l'agitation des molécules du corps dont on mesure la quantité de chaleur. En gros, plus un corps est chaud, plus ses molécules s'agitent vite, même à l'état solide. Tous les objets situés autour de vous sont composés de molécules qui s'agitent à une certaine vitesse. Et réciproquement, plus les molécules d'un corps s'agitent, plus celui-ci est chaud.

Le zéro absolu correspond simplement au point où les molécules sont à l'arrêt, sans aucune agitation. Elles ne possèdent alors plus aucune énergie thermique, d'où découle un bon nombre de propriétés fabuleuses, mais néanmoins impossibles (comme, par exemple, une entropie nulle). C'est aux abords de cette température qu'on trouve des états de matière incroyables, et particulièrement déconcertants il faut le dire.

Vous pourrez alors me demander pourquoi ne peut-on pas dépasser cette fameuse température ? Et bien, au zéro absolu, les particules sont à un état d'énergie dit fondamental, c'est-à-dire qu'il leur reste juste assez d'énergie pour exister. Or, pour abaisser sa température, un corps doit perdre de l'énergie, il doit l'évacuer en la donnant à ses voisins ou en la rayonnant, vous voyez donc le problème ! Un corps au zéro absolu ne peut absolument pas céder la moindre petite once d'énergie, et ne peut donc pas refroidir, même d'un pouillième de degré(1).

Pour finir, un petit calcul amusant. Si vous dites qu'un objet est deux fois plus chaud qu'un autre, cela veut dire, scientifiquement parlant, qu'il possède deux fois plus de quantité de chaleur. Par conséquent, il faut en revenir au zéro absolu et aux kelvins, car cette unité est construite par rapport à cette notion même de quantité de chaleur. Zéro kelvin = zéro chaleur. Heureusement pour nous, cette unité est basée sur les mêmes graduations que l'échelle Celsius. Par conséquent, pour passer des degrés Celsius aux kelvins, il faut simplement ajouter 273,15, nous retiendrons 273 pour les calculs.

Nous parlions donc d'un objet deux fois plus chaud qu'un autre. Supposons que l'objet d'origine était à 20 ℃. Cela équivaut à 293 K. Par conséquent, un objet deux fois plus chaud ne sera pas, scientifiquement parlant, à 40 ℃, mais à \(2 \times 293 = 586 K\). Si nous repassons en degrés Celsius, en retranchant 273 au résultat, on obtient 313 ℃.
Si vous voulez citer cette petite anecdote à votre entourage, retenez simplement le calcul suivant : pour doubler une température en degrés Celsius, doublez-là puis ajoutez 273 au résultat, vous obtiendrez la valeur finale en degrés Celsius, ce qui ne manquera pas d'impressionner vos proches, tant que vous maitrisez la multiplication et l'addition, bien sûr.

  1. (1) ↑ On a vu plus rigoureux comme unité de mesure, je sais.