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Compl�ments du livre |
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� Pour approfondir cette question, nous conseillons en ce qui concerne la cosmologie la lecture des ouvrages et du site Internet de l’astrophysicien fran�ais Christian Magnan, d�j� cit� (�http://www.lacosmo.com/index.html� ) Concernant la gravitation quantique, on lira le dernier livre, non traduit, d’un th�oricien am�ricain de la question, Lee Smolin, pr�cit� (The Trouble with Physics : The Rise of String Theory, the Fall of a Science and What Comes Next 2006), ainsi que son livre pr�c�dent (Three Roads to Quantum Gravity, 2001). La cosmologie est une des branches de la physique qui �tudie l’univers dans son ensemble, ainsi que les diff�rents objets et forces qui le composent. C’est une science qui parle particuli�rement � l’imagination car elle rejoint les �tonnements des premiers hommes quand ils ont pris conscience de l’existence des astres. In�vitablement, elle rejoint aussi l’imaginaire mythologique et religieux car c’est dans le ciel que ces m�mes hommes avaient plac� les dieux. La cosmologie offre un support particuli�rement f�cond aux auteurs de science-fiction. La cosmologie fait appel � de nombreuses sciences utilisant des instruments de plus en plus sophistiqu�s : l’astronomie et l’astrophysique notamment, qui utilisent des observatoires � terre ou embarqu�s sur des satellites et des sondes. Mais comme les objets c�lestes sont faits de mati�re et d’�nergie, la cosmologie doit tenir compte, quand elle �tudie les �tats extr�mes de la mati�re, non seulement de la physique macroscopique mais de la physique subatomique, o� r�gne en ma�tresse depuis quelques d�cennies la physique quantique. En l’�tat actuel de la physique cependant,
il appara�t encore impossible d’unifier la cosmologie dont
la relativit� g�n�rale constitue le fondement avec
la physique quantique qui consid�re la mati�re aux �chelles
extraordinairement petites dites de Planck (voir ci-dessous). Dans la
perspective de cette unification future, dite de la gravitation quantique,
des hypoth�ses enti�rement th�oriques ont �t�
pr�sent�es dont la plus connue est la th�orie des
cordes (string theory). Nous illustrerons les consid�rations de
cet article relatives aux hypoth�ses cosmologiques par un petit
d�veloppement, non sur la th�orie des cordes, laquelle d�passe
largement notre comp�tence, mais sur la pertinence de pr�senter
celle-ci comme une th�orie. En pratique comme au plan �pist�mologique, depuis le d�but de la cosmologie, il a fallu distinguer entre une cosmologie exp�rimentale et une cosmologie th�orique. L'une et l'autre �laborent des hypoth�ses. La plus grande libert� doit r�gner � ce stade. Mais la cosmologie exp�rimentale ne conserve pour en faire des "th�ories" que les hypoth�ses pouvant �tre valid�es instrumentalement. La seconde n'h�site pas � proposer sous le nom de th�ories des hypoth�ses dont en l'�tat actuel et pr�visible de l'exp�rimentation elle ne peut apporter la d�monstration. L'exemple le plus connu de la d�marche de la cosmologie exp�rimentale concerne l'hypoth�se de la Relativit� g�n�rale propos�e par Einstein en 1905. Elle n'est devenue th�orie - avec le succ�s que l'on sait - que lorsqu'elle a pu �tre v�rifi�e en 1919 par l'observation de la d�viation des rayons lumineux sous l'influence de la masse solaire lors d'une exp�rience conduite Arthur Eddington. A partir de la th�orie d ela relativit� ainsi v�rifi�e ont �t� calcul�s des mod�les d'univers, dont certains �taient en expansion. Cette derni�re hypoth�se a �t� valid�e ult�rieurement gr�ce aux observations de l'astronome Hubble constatant le d�calage vers le rouge de la lumi�re re�ue des galaxies. L'expansion ainsi v�rifi�e a permis de formuler l'hypoth�se du Big Bang qui a son tour a �t� confirm�e par nombre d'observations. Le Big Bang, malgr� son caract�re de Singularit� contre-intuitive, est ainsi devenu un fait scientifique aujourd'hui peu contest�. Mais tr�s vite un certain nombre de cosmologistes sont all�s plus loin. Ils ont envisag� des mod�les d’univers tr�s difficilement v�rifiables, sinon impossibles � v�rifier dans l’�tat actuel des instruments et pr�visibles des instruments. Ils se sont appuy�s pour cela sur des hypoth�ses sugg�r�es par des calculs math�matiques. C’est ainsi qu’un certain nombre de mod�les d’univers existent aujourd’hui selon lesquelles l’univers serait non seulement plat mais infini. Plus exotique encore est l’hypoth�se, plusieurs fois rappel�e dans notre livre, du multivers, selon laquelle existerait une infinit� d’univers probablement tous diff�rents. La th�orie des cordes, �voqu�e ici, pousse le processus � ses limites puisque, selon ses �quations, le nombre des univers possibles apportant une solution � celles-ci serait, sinon infini, du moins extr�mement grand, sans possibilit� de discriminer entre eux. De tels mod�les ne sont pas v�rifiables et risquent de ne pas l’�tre avant longtemps (nous ne dirons pas jamais car le terme ne serait pas scientifique). Ils rel�vent donc de la cosmologie th�orique au sens propre. Ils occupent pourtant de par le monde des centaines de chercheurs r�put�s, mobilisant des cr�dits n�cessaires � la r�alisation d’exp�riences qui seraient pourtant bien utiles, comme la mission Planck de l'ESA visant � reprendre avec plus de pr�cision la mesure de l’anisotropie du rayonnement micro-ondes de fond de ciel r�alis�e par la sonde am�ricaine Wilkinson. Ceci conduit certains astrophysiciens � s’interroger sur le caract�re v�ritablement scientifique des hypoth�ses formul�es par les cosmologistes th�oriciens. C’est le cas de cas de Christian Magnan. Nous venons de voir qu'il nie le caract�re scientifique de l’hypoth�se anthropique, en s’appuyant sur le fait que nous ne connaissons qu’un univers, le n�tre, que nous ne pouvons l’observer que de l’int�rieur et qu’il nous est donc strictement impossible d’envisager comment d’autres univers pourraient �tre ou non favorables � la vie. Dans d’autres articles, il a refus� le concept d’infini appliqu� � l’univers, o� il voit une r�surgence non seulement inv�rifiable mais dangereuse du concept d’un Dieu infini. Pour lui, l’univers est fini mais courbe. Cette derni�re hypoth�se est ou pourra �tre un jour v�rifi�e exp�rimentalement. Il va plus loin dans la r�futation en n’acceptant pas que l’on puisse scientifiquement envisager la pr�sence de la vie ailleurs que sur Terre, alors que toutes les exp�riences � ce jour montrent non seulement que la Terre est unique dans le cosmos mais que la vie y a �t� un ph�nom�ne unique. Il consid�re donc que ceux de ses coll�gues cosmologistes qui d�fendent des th�ses diff�rentes se rendent coupables de ce qu’il appelle gentiment (ou perfidement) � de gros mensonges � ( http://dogma.free.fr/txt/CM-MonsongesCosmologistes.htm�) en se faisant volontairement ou non complices de pr�jug�s spiritualistes sinon religieux. Nous verrons que Lee Smolin, dans sa contestation de la th�orie des cordes, proc�de de m�me. Il s’�l�ve contre la prolif�ration actuelle des hypoth�ses relatives � cette derni�re ou � sa version plus" trendy " dite de la M. Th�orie alors que selon lui, des hypoth�ses diff�rentes pourraient permettre de tester avec les moyens instrumentaux actuels ou pr�visibles d’autres hypoth�ses int�ressant la Gravitation quantique. Que penser de cette sorte de radicalisme qu’un mat�rialiste pourrait a priori juger sympathique ? Faut-il condamner tous les travaux de la cosmologie th�orique ? Il nous semble que le bon sens impose de distinguer, en cosmologie comme d’ailleurs dans toutes les autres sciences, ce qui est formulation de mod�les, math�matiques ou non, testables � terme (falsifiables, aurait dit Popper) et ce qui rel�verait v�ritablement de la r�introduction de mythologies religieuses ou imaginaires lesquelles se refuseraient � l’�preuve de l’exp�rience, tout en se parant du prestige de la d�marche scientifique. Mais sur cette p�tition de principe, tous les scientifiques s‘accorderont sans doute. La question est de savoir o� faire passer la limite entre d�marche scientifique et mensonge, pour reprendre le terme de Christian Magnan. Afin de r�soudre cette difficult�, il n’y a qu’une solution, sauf � recourir � des arguments d’autorit� : c’est laisser un libre d�bat s’instaurer entre scientifiques d�fendant des points de vue diff�rents. Prenons la question de l’exobiologie, c’est-�-dire la r�flexion sur ce qui caract�rise la vie et la possibilit� de trouver ailleurs dans l’univers des formes de vie, semblables ou diff�rentes au regard de celles que nous connaissons sur Terre. Christian Magnan apporte de nombreux arguments scientifiques pour d�fendre l'hypoth�se que nous sommes uniques dans l'univers. Le nombre estim� des plan�tes susceptibles d'accueillir des formes de vie proches de la vie terrestre, bien que tr�s grand, est tr�s petit par rapport � celui qui serait n�cessaire pour que la vie puisse appara�tre ailleurs � partir du processus dit du hasard et de la n�cessit� propos� par Jacques Monod. Par ailleurs, Christian Magnan refuse l'argument d'autorit� propos� par les th�oriciens de l'�mergence du complexe � partir du simple. Selon ce raisonnement, la vie ne peut pas ne pas appara�tre d�s lors qu'un minimum de conditions physiques sont r�unies. Pour lui, cet argument n'est qu'une image qui, dans le cas de la vie, n'a jamais pu �tre v�rifi�e. On lui a object� qu'en d�fendant l'hypoth�se du caract�re unique de l'apparition de la vie (comme de celle du Big Bang pr�c�demment �voqu�e), il conforte le discours biblique relatif � la cr�ation. Mais peu lui importe. Il serait indigne d'inventer des l�gendes mat�rialistes pour les opposer aux l�gendes spiritualistes. Ceci dit, rien n'interdit de rechercher des formes de vie extraterrestres, si on dispose de temps et d'argent pour cela. Une bonne surprise n'est jamais � exclure. Evoquons l'autre probl�me, celui de l’infini en cosmologie. Il est exact, comme le rappelle Christian Magnan, qu’imaginer un univers infini parait n’avoir aucun sens physique. L'infini est un concept math�matique (ou th�ologien) qui n'a d'usage que l�. Il n'est absolument pas v�rifiable. Ce n'est pas le cas en ce qui concerne les mod�les d’univers courbes ferm�s, fut-ce � faible courbure, qui sont aujourd’hui susceptibles de v�rification exp�rimentale. De tels mod�les sont compatibles avec l'observation de l'expansion, mais celle-ci ne saurait �tre infinie. Christian Magnan sur ce point admet sans difficult� l'hypoth�se d'une expansion conduisant, apr�s avoir atteint au bout d'un temps tr�s grand sa dimension maxima (dans laquelle toutes les galaxies m�mes les plus anciennes deviendraient visibles) � une contraction jusqu'� un Big Crunch, retour � la Singularit�. Ceci veut dire qu'il n'apporte aucun cr�dit � l'hypoth�se actuellement � la mode de l'�nergie noire, selon laquelle une constante gravitationnelle (ou plut�t anti gravitationnelle) tr�s forte provoquerait une expansion acc�l�r�e infinie. Cette hypoth�se, outre qu'elle introduit � nouveau le concept d'infini, repose selon lui sur des observations extr�mement fragiles portant sur des diff�rences dans les mesures de distance de galaxies tr�s anciennes faites � diff�rents intervalles de temps. Comment peut-on dit-il accorder foi � des diff�rences si infimes alors que la marge d'erreur sur la distance entre la Terre et la galaxie d'Androm�de, la plus proche de nous, d�passerait 25%. Ceci prouve d'ailleurs que les v�rifications exp�rimentales elles-m�mes ne peuvent �tre accept�es sans une critique approfondie quand elles visent � valider des hypoth�ses un peu fragiles. Nous pouvons donc dire avec Christian Magnan qu’introduire en cosmologie des concepts purement math�matique, celui d’infini ou celui de nombres immens�ment grands, n’a pas de sens. Est-ce que cela rel�ve du mensonge ou de l’erreur de parcours. Laissons � chacun le droit d’appr�cier.
Qu’en est-il de la gravitation quantique ? L'humanit� a toujours situ� ses perceptions et activit�s imm�diates dans le temps et l'espace, mais en concevant ceux-ci, y compris dans la physique newtonienne, d'une fa�on conforme � ses croyances religieuses. Relativit� g�n�rale, d'abord, m�canique quantique ensuite ont radicalement chang� cela, en imposant des repr�sentations contre-intuitives du temps et de l'espace. Mais elles se sont r�v�l�es ce faisant incompl�tes et limit�es. Plus grave, on ne peut les rapprocher. Leur principale diff�rence tient au statut de l'observateur. Dans la Relativit�, l'observateur est, comme dans la physique newtonienne, ext�rieur au monde qu'il observe. Il n'influe pas sur lui. On a vu que ce n'est pas le cas dans la m�canique quantique. Par contre celle-ci ne remet pas en cause la conception newtonienne du temps et de l'espace, contrairement � la Relativit�. Il faudra trouver une nouvelle th�orie qui fasse la synth�se des deux. Ce sera la th�orie quantique de la gravitation, qui unifiera la th�orie quantique des forces et particules �l�mentaires avec la th�orie de la gravitation, force jusqu'ici rest�e en dehors, car s'exer�ant dans un autre domaine, comme l'a montr� Einstein, celui du temps et de l'espace cosmiques. Plusieurs routes sont actuellement suivies par les chercheurs pour aboutir � la gravitation quantique : la premi�re d�velopp�e � partir de la physique quantique qui donne naissance � la th�orie des cordes (string theory), la seconde d�velopp�e � partir de la Relativit� g�n�rale qui donne la th�orie de la gravit� quantique en lacets ou en boucles (loop quantum gravity). Bien que diff�rentes, ces deux approches pourraient se compl�ter et se rejoindre. L'une et l'autre d�crivent le temps et l'espace � l'�chelle dite de Planck, soit (pour ce qui concerne l'espace) une dimension 10 puissance 20 fois plus petite que celle du noyau de l'atome. La 3e voie est celle, selon Lee Smolin, de quelques chercheurs qui refusent les bases � la fois de la physique quantique et de la Relativit� g�n�rale et cherchent � d�velopper des concepts et formalismes enti�rement nouveaux. Ils poseraient des questions telles que "qu'est-ce que le temps" et "Comment d�crire un univers auquel nous participons" qui, toujours selon Smolin, devraient �tre � la source des avanc�es conceptuelles de l'avenir. Parmi eux se trouve le math�maticien fran�ais Alain Connes, qui a propos� une toute nouvelle g�om�trie non commutative, susceptible de rendre de grands services dans la math�matisation de cette vision. On y compte aussi David Finkelstein, Christopher Isham, Raphael Sorkin et le v�t�ran Roger Penrose. Lee Smolin, qui se dit d'un temp�rament optimiste, estimait en 2001 que ces trois voies diff�rentes devraient converger tr�s vite, en donnant naissance � la nouvelle th�orie physique que tous le monde attend depuis plus d'un demi-si�cle. Cette nouvelle th�orie devrait reposer sur plusieurs postulats ou rep�res qui modifient consid�rablement notre fa�on de voir les choses dans l’univers macroscopique newtonien qui sert de cadre � nos repr�sentations.
Un premier rep�re consiste � rappeler que pour les physiciens, comme pour les scientifiques en g�n�ral, il n'existe rien en dehors de l'univers, qui puisse �tre utilis� d'une quelconque fa�on pour expliquer ses origines, son avenir ou son fonctionnement. L'univers est un syst�me clos. Toute chose ou entit� int�rieure � lui ne peut �tre d�finie, en position, en vitesse ou autrement, que par rapport � d'autres entit�s �galement int�rieures � lui. Ceci exclut par cons�quent l'hypoth�se d'un espace ou d'un temps " absolus " (ceux de Newton) dans lesquels l'univers serait situ�. Smolin compare l'espace � une phrase. Celle-ci n'a de sens que par les mots qu'elle contient. Elle n'existe pas sans eux. Elle adopte la forme g�om�trique que les mots lui conf�rent. On en d�duit qu'il serait absurde de parler d'un univers qui ne contiendrait rien. Ceci exclue �galement, comme le rappelle avec insistance Christian Magnan, de pr�tendre faire une science des univers, supposant que nous puissions en comparer plusieurs sans nous inclure dans chacun d’eux. Autrement dit, les hypoth�ses dites du multivers n’ont de sens que th�orique. Faut-il pour autant les refuser. Nous n’irions pas jusque l�. Le moins que l’on puisse dire est qu’elles suscitent l’imagination cr�atrice des chercheurs. Dans cette fa�on de voir le monde, celui-ci n'est pas autre chose qu'un r�seau �volutif de relations. Il en est de m�me de chaque chose. Les choses ne sont pas des absolus, qui puissent se d�finir par rapport � un cadre ext�rieur fixe. Elles sont des nœuds relationnels. Lee Smolin rappelle que Leibniz a eu le m�rite de s'opposer � l'espace absolu de Newton qu'il jugeait illogique. Il a soutenu une conception relationnelle de l'univers, reprise par Mach � la fin du 19e si�cle. Mais la science de l'�poque n'avait pas le recul suffisant pour refuser l'absolu du temps et de l'espace, qui convenait bien pour illustrer l'id�e alors pr�dominante d'une divinit� situ�e au-dessus du monde sensible. La Relativit� g�n�rale de Einstein fut la premi�re th�orie scientifique � d�crire le monde comme compos� de relations entre particules de mati�re soumises au champ gravitationnel. Les points de l'espace n'y ont pas d'existence en eux-m�mes, mais seulement comme intersection entre lignes de ce champ. Ces lignes �voluent avec le temps et ne peuvent donc fournir de r�f�rences absolues. Il en est de m�me du temps. Il n'y a pas d'horloge universelle pour le mesurer. L� encore le temps se d�crit en termes de changements dans le r�seau des relations qui composent l'espace. Tout ce dont on parle est donc ind�pendant d'un arri�re-plan (il s'agit de la propri�t� dite de la background independance). Cette propri�t� explique pourquoi il est difficile d'�tablir une th�orie de la Gravitation quantique � partir de la Relativit� g�n�rale : comment y parler de points si ceux-ci ne peuvent pas y �tre identifi�s de mani�re absolue, mais seulement par r�f�rence � un r�seau de relations ?
Selon la nouvelle Gravitation quantique, comme en physique
quantique, il ne sera plus possible de distinguer l'observateur de l'observ�.
L'observateur ne disposera jamais de toute l'information n�cessaire
pour d�cider du vrai ou du faux. Ainsi la cosmologie abandonnera
le pr�jug� scientifique qui est encore le sien, comme il
est encore celui de l’astronomie, selon lequel la science ne peut
pr�tendre � l'objectivit� qu'en ne prenant pas en
compte l'observateur. Celui-ci, selon ce pr�jug�, doit s'exclure
du syst�me observ� afin de ne pas le contaminer. Mais la
d�marche devient impossible quand ce syst�me est l'univers
entier. C’est une difficult�. On sait que tout observateur,
o� qu'il soit dans l'univers, ne peut rien voir de celui-ci au-del�
de ce qui parvient dans son c�ne de lumi�re, d�fini
par le temps que met la lumi�re pour l'atteindre. Il en r�sulte
que la logique classique, selon laquelle une chose est vraie ou fausse,
n'est plus applicable. Un observateur donn� peut prouver que tel
�v�nement de l'univers est vrai alors qu'un autre observateur,
n'�tant pas inform� de la m�me fa�on, ne le
peut pas. On parle alors d'une logique "cosmologique" ou d�pendante
de l'observateur, formalis� sous le nom de Topos Theory, notamment
par Christopher Isham Dans ces conditions, la rationalit� d'un jugement ou d'une d�cision ne d�pendra pas de la r�f�rence que l'on pourra faire � ce qu'un observateur ext�rieur au monde, qui verrait tout, pourrait en dire, non plus qu'� telle ou telle �thique pr�tendument inspir�e par lui. Le seul jugement acceptable sera celui qui r�sultera du rapprochement du point de vue de nombreux observateurs ayant du monde une perception diff�rente, et tentant d'en d�duire une conception commune.
Le troisi�me rep�re propos� est relatif � la fa�on dont la science doit se reconvertir pour tenir compte du fait que l'observateur est int�rieur au syst�me observ�, chaque observateur ayant une vue limit�e du syst�me et diff�rents observateurs ayant sur celui-ci des informations diff�rentes.. Pour progresser, la Gravitation quantique doit appliquer la m�canique quantique � l'univers entier, alors que cette derni�re ne concernait initialement que les syst�mes particulaires. Il s'agit essentiellement d'�tudier les syst�mes macroscopiques en tenant compte du principe de superposition et de la relation d'incertitude, fondements indiscut�s de la physique quantique. On ne peut conna�tre compl�tement l'�tat d'un syst�me, quand cet �tat r�sulte de la superposition de deux �tats, mesurant par exemple l'un sa position et l'autre sa vitesse. Dans ces conditions l'�tat mesur� du syst�me d�crit soit sa position, soit sa vitesse, mais non les deux. Ceci veut dire, en termes plus philosophiques, que dans de tels cas, on renonce � conna�tre l'�tat du syst�me en soi. (l'�tat superpos� du syst�me). On ne le d�crit qu'� partir des informations que l'on peut obtenir sur lui, n�cessairement partielles. Lorsque l'observateur est inclus dans la description du syst�me, l'incertitude s'�tend � lui, comme � tous ceux qui utilisent le mod�le de description utilis�. Il y a corr�lation dans la superposition de tous les �tats quantiques, tant de l'observ� que des observateurs. Cette superposition et l'incertitude qui en d�coule s'�tendent-elles � l'univers entier ? Oui r�pond selon Smolin la "cosmologie quantique conventionnelle". Mais quel sens donner alors au fait que l'univers macroscopique dans lequel nous vivons ne nous apparaisse pas en �tat de superposition ? Plusieurs th�ories ont �t� �labor�es pour r�soudre le paradoxe, dont celle dite de la d�coh�rence. Si nous percevons l'univers d'une certaine fa�on et non autrement, c'est parce que nous lui posons des questions particuli�res qui �liminent les autres solutions th�oriquement possibles. Plus pr�cis�ment les questions pos�es doivent �liminer la possibilit� de r�ponses en superposition (consistent history formulation). On a pr�sent� ceci autrement en disant que le monde exprimable en termes quantiques est unique. Mais ce monde unique comporte des histoires diff�rentes, �galement consistantes, qui seront produites par des jeux de questions appropri�es. Du fait cependant que tout ceci est encore en d�bat, on retiendra une conclusion d'attente utilisable dans la description du monde en termes quantiques. On peut �laborer de nombreuses descriptions quantiques d'un m�me univers. Chacune d'elle d�pendra de la fa�on dont on divisera l'univers en deux parts, l'une contenant l'observateur et l'autre ce que l'observateur souhaite d�crire. Chaque th�orie formulera en termes quantiques ce que tel observateur particulier verra dans la partie de l'univers qu'il a d�cid� d'�tudier. Toutes ces descriptions seront diff�rentes, mais elles devront �tre coh�rentes ou consistantes entre elles. Les parties observ�es peuvent �tre en �tat de superposition, mais chaque observateur ne se d�crit pas lui-m�me en �tat de superposition, car sa description l'exclut. On exprimera ceci en disant qu'il existe un univers unique vu par diff�rents observateurs plut�t que des univers diff�rents vus par un seul observateur pr�tendument plac� en dehors du syst�me.
Le quatri�me rep�re propos� par Lee Smolin para�tra sans doute moins abstrait que le pr�c�dent. Dans le monde macroscopique, si � la rigueur on peut d�crire les objets inanim�s comme tels, on ne peut le faire des personnes. Ce sont les �v�nements qui font leur histoire, histoires qui peuvent seules les d�crire. En fait, cette constatation s'applique aux objets inanim�s eux-m�mes. On distinguera les objets et les �tres vivants par le fait que les processus qui les animent sont lents pour les premiers et rapides pour les seconds. Or la science classique consid�re que la science doit �tudier des objets aussi fixes que possible. S'ils sont en mouvement, on essaiera de les d�crire par des s�ries d'observations restituant l'impression d'immobilit�. Cette d�marche n'est pas acceptable, ni en Relativit� g�n�rale ni en physique quantique. L'une et l'autre insistent sur le fait que le monde n'est pas fait d'objets mais de processus. Le mouvement et le changement sont les premi�res r�alit�s � prendre en consid�ration, d�s que l'on veut sortir des illusions pour atteindre au fondamental. Il convient donc d'apprendre un langage qui privil�gie le mouvement � l'immobilit�. On dira en ce cas que l'univers consiste en un tissu d'�v�nements. L'�v�nement n'est pas un changement touchant un objet statique. C'est un changement et rien de plus. Un univers d'�v�nements est dit un univers relationnel. Ses propri�t�s dont d�crites en termes de relations entre �v�nements. La relation la plus courante est la relation de causalit�, la m�me causalit� qui permet de relier une s�rie d'�v�nements au sein d'une "histoire". Dans un tel monde, le temps n'est pas situ� ailleurs. Le temps et la causalit� sont synonymes. On ne peut pas d�crire en soi un univers de causalit�s. On ne peut le d�crire qu'en racontant son histoire. Un univers causal ou relationnel peut �tre analys� comme fait de transports d'informations. Chaque �v�nement peut �tre consid�r� comme un transistor qui re�oit de l'information d'un �v�nement pr�c�dent, la calcule et la renvoie vers des �v�nements de son futur. L'univers entier sera dans ce cas comparable � un ordinateur, sauf que ses circuits seront �volutifs en fonction de l'information qui y circulera. La notion d'univers causal n'est pas �trang�re � la Relativit� g�n�rale. Celle-ci consid�re exactement l'univers comme un univers causal ou relationnel. Rien ne pouvant y voyager plus vite que la lumi�re, les rayons lumineux �mis par un �v�nement d�finissent les limites ext�rieures de l'avenir de cet �v�nement. C'est le c�ne de lumi�re d'un �v�nement. Les objets massifs courbent les c�nes de lumi�re dans leur voisinage… Mais la notion de structure causale de l'univers ne pr�cise pas le nombre et la nature des �v�nements. Si c'�tait le cas, on saurait tout de l'univers depuis son origine. Pour aller plus loin, on peut faire l'hypoth�se que les apparentes continuit�s de l'espace et du temps sont des illusions. La Gravitation quantique sugg�rera que l'histoire de l'univers est faite d'un tr�s grand nombre de petits �v�nements �l�mentaires discrets. Pour les trouver, il faut descendre � l'�chelle de Planck, l� o� les effets de la gravit� et ceux de la m�canique quantique s'�quivalent. L'�chelle de Planck est �tablie en s'appuyant sur les constantes �l�mentaires de la physique, la constante de Planck (m�canique quantique), la vitesse de la lumi�re (relativit� restreinte) et la constante gravitationnelle (Newton). Ces �chelles, nous rappelle Lee Smolin, sont incroyablement petites. Un clin d'œil prend autant d'unit�s de temps fondamental que le Mont Everest a d'atomes. On parle aussi de la temp�rature de Planck, si �lev�e que les structures de la g�om�trie de l'espace y fondent. Tout ceci montre que notre connaissance de l'univers est encore infime au regard de ces "r�alit�s premi�res". Nous en savons autant, dit Smolin, qu'un pingouin en sait du m�canisme de la bombe atomique. Notre monde tel qu'il nous appara�t est en tous cas incroyablement gros, lent et froid au regard de l'univers fondamental. Les particules �l�mentaires ne sont pas des objets mais des processus se d�roulant aux �chelles de Planck.
La th�orie des cordes rel�ve-t-elle des mensonges de la cosmologie tels que les d�finit Christian Magnan ? Nous avons vu que celui-ci consid�re comme recevables � ce jour l’hypoth�se du Big Bang et celles des Trous noirs, en accord en cela avec Jean-Pierre Luminet (�L’univers chiffon�, Fayard 2001 voir http://www.automatesintelligents.com/biblionet/2001/mar/jp_luminet.html� ). Mais il ne pense pas la m�me chose de la th�orie des cordes. En fait, il refuse de se prononcer sur elle. Nous avons seulement pour notre part trouv� dans sa litt�rature ce passage qui d�peint clairement son point de vue. Il �crit ceci (juin 2001) : � Il existe une th�orie qui en est au stade de la pure hypoth�se et qui ne peut pas encore se targuer de la moindre confirmation observationnelle : c'est la � th�orie des cordes�. Jusqu'� pr�sent elle pr�sente un caract�re assez gratuit car � part l'int�r�t de conduire � la r�unification des � forces � physiques, elle n'a �tabli encore aucun contact avec la r�alit�, contact qui est pourtant la condition sine qua non d'une validation �ventuelle de ce mod�le physique. Vraie ou pas vraie ? Il est bien trop t�t pour le dire mais les chercheurs qui sont sp�cialis�s dans ce domaine auraient tendance � � vendre la peau de l'ours avant de l'avoir tu� �. Une petite anecdote : lors d'une conf�rence j'introduisais mon sujet en pr�tendant qu'aucune d�couverte th�orique majeure n'avait �t� accomplie en physique dans la deuxi�me moiti� du XXe si�cle. � la fin de la conf�rence un cosmologiste m'a critiqu� en soutenant que la th�orie des cordes �tait v�ritablement la d�couverte majeure que j'aurais souhait�e. Diable ! La th�orie des cordes, th�orie majeure des derni�res d�cennies ? Il faut quand m�me du � culot � pour lancer l'affirmation. Je n'ai pas �t� convaincu par un simple argument d'autorit�... Que la th�orie fasse d'abord ses preuves ! En science, la v�rit� se d�montre �. C’est exactement le point de vue aujourd’hui de Lee Smolin. Dans le premier de ses ouvrages (Three Roads to Quantum Gravity) il consid�rait comme nous l'avons indiqu� que la th�orie des cordes, qui avait fait le succ�s m�diatique de Brian Greene (Un univers �l�gant),�tait une des voies permettant d’acc�der � la Gravitation quantique. Aujourd’hui, il ne raisonne plus de m�me. Dans son dernier ouvrage, il explique que la th�orie des cordes (dite aussi ambitieusement � Th�orie du Tout �, est une voie sans issue. Ce n’est m�me pas pour lui une th�orie compl�te mais une conjecture. Les th�oriciens des cordes n’ont jamais �t� en mesure de prouver aucune de leurs id�es exotiques et ne semblent pas �tre capables de l’�tre � horizon visible. Les auteurs de la th�orie se sont laiss�s entra�ner par le d�sir de b�tir quelque chose d’�l�gant (de math�matiquement �l�gant) sans se pr�occuper de pr�voir des possibilit�s de v�rification exp�rimentale. Il est vrai que ce faisant ils ont attir� � eux les financements, en privant de cr�dits des jeunes physiciens qui pourraient explorer des voies beaucoup plus prometteuses, testables et finalement plus � raisonnablement � r�volutionnaires. C’est parmi eux, estime Smolin, que nous devrions chercher le nouvel Einstein. Pour reprendre la terminologie un peu rude de Christian
Magnan, nous pourrions donc envisager de ranger Brian Greene et ses coll�gues
de la th�orie des cordes parmi les � gros menteurs �
- ceci sans perdre l’espoir que cette th�orie puisse �
l’avenir devenir plus persuasive. Incitons en attendant nos lecteurs
� approfondir les consid�rations de Christian Magnan sur
les erreurs pouvant d�couler de l’illusion que l’univers
se conformerait � des mod�les math�matiques alors
que rien ne permet d’affirmer que l'univers soit math�matique
dans ses profondeurs ni m�me qu’il soit r�gulier.
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