Dans un livre publié cette année chez Odile Jacob, Thomas Hertog, l’ultime collaborateur/assistant de Stephen Hawking, nous expose la théorie de ce dernier sur l’évolution de l’Univers à partir de l’Origine, et du cheminement intellectuel qui l’a conduit à la formuler. Elle « décoiffe » !
En effet, cette théorie s’apparente à celle du « principe anthropique faible » de l’astrophysicien Brandon Carter (1974) mais elle va plus loin en rendant inutile l’hypothèse d’une pluralité d’autres univers, le fameux « multivers ». Comme le dit l’auteur il s’agit d’une évolution darwinienne dans un contexte quantique.
Je rappelle qu’à la différence du principe anthropique fort qui voit l’homme comme la finalité voulue de l’Univers, le principe anthropique faible voit notre présence dans l’Univers comme l’aboutissement d’une succession de situations (dont la probabilité d’occurrence est extrêmement faible mais qui sont indispensables) dont la chronologie est essentielle, dans le cadre de lois physiques bien établies depuis l’origine. Son corollaire est que la présence de structures biologiques évoluées quelque part en son sein (comme nous le sommes, nous, êtres humains), n’est pas a priori une caractéristique présente dans tous les univers possibles (introduction subtile du multivers). Dans sa dernière version, le principe anthropique faible, toujours de Brandon Carter, va plus loin puisqu’il suppose que les différents univers s’ajoutant les uns aux autres pour composer ce multivers « tendent vers » un (mode passif) ou « sont à la recherche » du (mode actif) monde parfait ; la perfection étant un univers où la floraison d’intelligences est biologiquement possible, c’est-à-dire, le nôtre. On voit mal comment une telle « démarche » pourrait s’effectuer sans la pression d’une force sinon d’une puissance douée de volonté et de conscience…et l’on retombe ainsi sur le principe fort !
Stephen Hawking retourne l’approche de la problématique, c’est-à-dire la recherche de la raison pour laquelle l’homme est présent dans l’Univers, en revenant dans un cheminement plus scientifique mais où les lois physiques ne sont pas définies a priori.
Selon lui, les lois qui régissent l’Univers n’existeraient pas dans un espace l’englobant en totalité (donc à l’extérieur de cet Univers), comme elles existent dans un monde platonicien qui considère les lois physiques non seulement éternelles mais aussi immuables et intangibles. Thomas Hertog, nous dit : « Lorsqu’on remonte aux premiers instants de l’Univers*, on finit par rencontrer un niveau d’évolution…au sein duquel les lois physiques elles-mêmes changent et évoluent… Les règles de la physique se transmutent dans l’Univers primordial, selon un processus de variations aléatoires et de sélection qui s’apparente à l’évolution darwinienne, où les espèces de particules, les forces et même le temps s’évanouissent dans le Big Bang…Nous en sommes venus (avec Stephen Hawking) à considérer le Big-Bang non seulement comme l’origine du temps mais aussi comme l’origine des lois physiques. »
*avant la fin de la Première Seconde, y compris la phase d’hyperinflation.
Cela ne veut pas dire que ces lois peuvent changer dans un sens puis dans un autre, mais que dans un certain contexte, celui de l’aube du Temps qui est aussi celle de tous les possibles car celle de l’énergie pure en explosion, elles se déploient comme une arborescence à partir d’une infinité de possibles de nature quantique. A une succession ultra rapide d’instants portée par un champ d’inflatons, plusieurs voies ou solutions à un besoin puis un autre, se présentent au fur et à mesure que la température diminue jusqu’à une dizaine de milliards de degrés. L’Univers en expansion en choisit une plutôt que l’autre, non pas parce que c’est la meilleure mais parce qu’elle est possible et plus facile à suivre qu’une autre au moment précis où le choix se pose. A partir de là, une voie marquée par la flèche du Temps (qui se distingue de l’espace à ce moment) est ouverte dans laquelle l’Univers s’engouffre. Une loi physique est établie, à partir de laquelle l’Univers va se retrouver à un moment ou l’autre dans une nouvelle situation où le choix sera également inévitable (et dans lequel la raison ou la volonté d’un être conscient quelconque n’interviendra pas davantage). Pour simplifier, on peut se représenter cette force un peu comme la déclivité qui anime le ruisseau d’eau qui coule sur un terrain semé d’embûches (ou bien sûr comme l’évolution darwinienne de la vie). Elle ne revient pas en arrière mais son parcours se modifie en fonction des opportunités ou des obstacles rencontrés ou, plus généralement, des moments et des conditions dans lesquelles les brisures de symétrie se produisent.
Dans cette optique, la réponse n’est pas donnée* sur la cause de la première manifestation de l’Atome primitif (celui de l’abbé Georges Lemaître, source mais aussi objet du Big Bang). On ne comprend toujours pas pourquoi « il y a quelque chose, plutôt que rien » mais on comprend que lors du saut quantique primordial qui s’est situé entre un vide hors-Temps peuplé d’atomes primitifs virtuels, et l’Atome-primitif qui s’est révélé à cette occasion et dont nous provenons tous, une infinité d’univers était sans doute possible et qu’avec le déroulement du Temps qui alors commençait, les choix se sont fait, les lois se sont établies et ont contraint petit à petit la suite de l’Histoire (tout en laissant la possibilité d’autres choix qui s’effectueront par brisures de symétrie à partir d’un environnement quantique).
* l’auteur prétend qu’elle est donnée mais pour moi il s’agit d’une pirouette car l’origine quantique de l’Atome primitif ne répond pas à la question qu’on est obligé de se poser sur l’origine des particules virtuelles, parmi lesquelles cet Atome a été sélectionné, ni sur l’origine des forces qui ont permis son apparition ou son accouchement à la réalité.
L’auteur cite, pour premier exemple parmi les possibles qui petit à petit se sont fermés par les choix qui se sont faits, le nombre de dimensions de l’espace. Sur le plan théorique, plus que trois dimensions de l’espace auraient été possibles mais cela aurait rendu totalement instables les orbites des planètes, des étoiles ou des galaxies. Deuxième exemple : une force de gravité très légèrement plus puissante aurait entraîné la formation uniquement d’étoiles plus massives que notre Soleil. Elles auraient vécu moins longtemps et cela n’aurait pas permis la lente évolution/maturation dont nous sommes le résultat. Troisième exemple : une température initiale du Fond de dernière diffusion très légèrement plus élevée aurait facilité la création de trous noirs géants plutôt que de galaxies après que les photons auraient pu se libérer de la matière. Quatrième exemple : si le rapport avait été inversé entre la masse du neutron et celle du proton (1,0014), tous les protons de l’Univers se seraient rapidement désintégrés en neutrons et il n’y aurait pas eu d’atomes ni de chimie. Cinquième exemple : la synthèse efficace dans les étoiles du carbone à partir de l’hélium repose sur un équilibre délicat entre l’interaction forte et l’interaction électromagnétique et une modification très faible de l’intensité de l’interaction forte aurait empêché cette synthèse. Sixième exemple, si l’énergie sombre, Λ, avait été un peu plus forte et la densité de matière noire, Ωm-b , un peu moins importante ou la gravité un peu plus forte, l’accélération de l’expansion de l’Univers aurait commencé plus tôt et la métallisation des éléments chimiques disponibles n’aurait pas été suffisante dans les nuages protoplanétaires pour que des êtres aussi complexes que nos animaux et l’homme puissent apparaître sur une petite planète orbitant une naine jaune ordinaire, dans sa zone d’habitabilité, avant que la dilution de la matière ait réduit les possibilités de nouvelles créations d’étoiles et de planètes jouissant d’une métallicité suffisante pour permettre la vie. Et, il faut insister sur le fait qu’à chaque fois les variations qui auraient causé l’échec, c’est-à-dire l’impossibilité de l’apparition de la vie, sont extraordinairement faibles.
On reste ainsi dans la situation où l’existence de la Terre et de l’homme à sa surface résultent d’une accumulation extraordinaire de faits exceptionnels (il y en a beaucoup d’autres que ceux cités ci-dessus) mais on est sorti de l’hypothèse selon laquelle cette évolution ne peut avoir eu lieu sans avoir été voulue car elle se situe dans le cadre d’une succession de choix forcés par le Temps dans un environnement quantique.
Thomas Hertog n’en parle pas et apparemment Stephen Hawking ne l’a pas évoqué non plus mais si c’est bien ce principe darwinien qui a régi l’évolution de notre Univers dans ses premiers instants et peut-être aussi au moment du « fiat lux » de la libération des photons de la Surface de dernière diffusion, qu’en sera-t-il un jour où une autre contrainte apparaîtra, une autre nécessité de choix se fera jour ? Pour y répondre il faudrait savoir s’il est concevable qu’il s’en présente encore une autre.
Peut-être sera-ce à la Fin du Temps ou plus précisément du temps de notre « éon » (au sens de Roger Penrose dans sa Cosmologie Cyclique Conforme), lorsque, dans des milliards de milliards d’années*, l’expansion accélérée aura complètement vaincu la Gravité et que les derniers trous noirs se seront évaporés ou, plus tard, auront explosé (car bien qu’extrêmement froids, ils seront devenus plus chauds que leur environnement) ? On sera alors dans un Univers presque vide (ou quasiment de « de Sitter ») avec une densité de matière Ωm presque nulle et une densité d’énergie Ω(Λ) presqu’égale à 1 (la somme des deux étant, elle, égale à 1), curieusement comparable sur ce plan à l’Univers au tout début de la période d’inflation avant que la matière ait été créée par le souffle du Big-Bang. En effet non seulement les forces qui en font la trame et qui se seront épuisées à le conduire jusque-là seront toujours présentes, mais la matière diffuse de l’Univers moribond ou plutôt essentiellement son souvenir sous forme d’énergie sera également partout présente même si ce sera d’une façon extrêmement ténue. Mais si la densité de matière aura diminué jusqu’à son maximum possible, l’énergie, elle, aura conservé du fait de l’étirement presque à l’infini de l’Univers, des inégalités locales, vestiges de la structure passée et structure potentielle pour un hypothétique futur s’il s’avère possible. Verra-t-on alors du fait d’une rupture d’équilibre, comme dans un chariot de montagnes-russes au sommet de la courbe la plus haute de sa trajectoire (apogée de l’œuvre de l’énergie noire), apparaître une nouvelle contrainte qui nous relancera dans un nouvel éon comme le théorise Roger Penrose, non pas une contraction causée par la gravité mais un « redimensionnement conforme » rendu possible par la quasi disparition de la matière ? Ce pourrait être alors l’occasion pour la dynamique évolutive darwinienne à nouveau à l’œuvre, de choisir des valeurs de forces fondamentales quelque peu différentes que celles qui nous régissent aujourd’hui parmi toutes celles qui s’offriront alors au doigt du hasard. Hélas, nous ne le saurons jamais.
* plus précisément, au-delà des 1010^76 ans calculés par Freeman Dyson.
Mais peut-être saurons-nous un jour en nous tournant vers le passé, grâce à la puissance de notre pensée humaine, à notre travail et à notre obstination, pourquoi/comment il y a 13,8 milliards d’années, un Atome primitif de virtuel s’est retrouvé réel parmi un nombre indéterminé de possibilités. Et nous comprendrons en même temps la nature de cet « atome » qui n’en était pas vraiment un, confirmant comme Stephen Hawking en faisait l’hypothèse qu’il s’agissait d’un souffle d’inflation d’une puissance incomparable, expression de toute l’énergie de notre Univers et portant également en elle le potentiel de toute notre matière, qu’elle soit « noire » ou « baryonique ».
Restera le mystère de l’origine du souffle d’inflation et du pourquoi de sa sélection quantique parmi les autres possibles, autrement dit, de l’origine de l’Origine !
Illustration de titre : l’atome primitif tel que représenté dans le blog de Jean-Pierre Luminet, que je vous invite à lire. Bien sûr l’atome primitif lui-même n’a projeté nulle lumière puisque la lumière n’a pu se dégager de la matière que 380.000 ans après que cet atome soit né au Monde. Mais il faut bien se le représenter et une explosion de lumière est un bon moyen de le faire. D’ailleurs Lemaître lui-même parle de « son » Atome primitif comme d’un « feu d’artifice ». L’image s’applique aussi dans l’hypothèse d’un souffle d’inflation qui est aussi un souffle d’énergie.
Lien : https://blogs.futura-sciences.com/luminet/tag/atome-primitif/
Lire : L’Origine du Temps, par Thomas Hertog, chez Odile Jacob, 2023.
Pour (re)trouver dans ce blog un autre article sur un sujet qui vous intéresse, cliquez sur :
Index L’appel de Mars 23 10 04
Cet index reprend l’intégralité des articles publiés dans le cadre de la plateforme letemps.ch
Actualités
Hubert Reeves
Un des maîtres de la vulgarisation en astrophysique, également vrai scientifique, Hubert Reeves, est décédé ce vendredi 13 octobre, à 91 ans. Que ceux qui comme moi ont lu et écouté avec passion ses livres et ses conférences, gardent longtemps le souvenir de cet homme qui savait parler si bien de l’Univers et gardent aussi le souvenir de sa personne si attachante. Après une belle vie, il a, comme on dit, rejoint les étoiles, ce qui est sans doute normal pour un astronome très âgé. Mais le départ de telles personnalités est une douleur et je ressens avec un infini regret que le conteur extraordinaire qu’il était ne puisse plus jamais nous charmer avec sa chaleur humaine rayonnante et son accent québécois si charnel.
Lisez ou relisez « Je n’aurai pas le temps ».
Psyche
Ce même 13 octobre la sonde Psyche est partie vers sa cible, l’astéroïde du même nom, à bord d’un lanceur Falcon Heavy de Starship.
Réunion de la Mars Society Switzerland
Je vous rappelle que j’organise le 18 octobre entre 16h00 et 18h00, à Neuchâtel, une réunion de l’association Mars Society Switzerland.
Nous sommes maintenant très près de cette date et pour des raisons pratiques, il nous est maintenant difficile d’accepter de nouveaux participants. Mais la porte n’est pas complètement fermée aux fidèles lecteurs de ce blog (sans obligation d’adhésion).
Ce sera l’occasion d’écouter une présentation sur l’étude de faisabilité d’un dirigeable dans l’atmosphère martienne, avec les étudiants de l’EPFL qui ont effectué cette étude l’an dernier, sous le contrôle de Claude Nicollier et de moi-même. Nous pourrons bien sûr discuter de ce sujet et aussi d’échanger de façon générale sur les questions d' »exploration spatiale » (au sens de ce blog).
Si cela vous intéresse, dites le moi (à l’adresse ci-dessous) et je vous répondrai volontiers positivement, dans la limite des quelques places disponibles (à partir de 16h45 pour les non-membres).
Adresse mail: mars.society.switz@gmail.com
Et, si vous aimez ce blog, abonnez-vous; les places ne sont pas limitées!
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Je ne peux m’empécher d’exprimer ici ma solidarité totale avec la population arménienne abandonnée à ses voisins qui la haient parce que chrétiens et avec la population juive une nouvelle fois odieusement persécutée. L’adversaire, l’islamisme, est le même et le monde, comme en 1939 est aveugle. Il ne faut pas croire que nous autres « Occidentaux » soyons à l’abri de la bête immonde dont une autre tête a poussé après que celle du nazisme ait été coupée. Le nouvel assassinat d’un professeur en France, à Arras ce vendredi, trois ans après l’égorgement de Samuel Paty, en est une nouvelle preuve.
Nous glissons de plus en plus vers l’abîme. La cruauté des barbares n’a pas changé depuis les rois assyriens jusqu’au loups gris ou ces nazis susmentionnés et maintenant leurs successeurs « religieux ». Et la réaction du monde dit « civilisé », toujours aussi « molle » sinon dévoyée, n’est pas à la hauteur des enjeux.
En généralisant aux « autres mondes possibles », c’est peut-être parce que l’être intelligent mais libre de ses actes peut toujours choisir de faire le mal tout autant que le bien, ou plutôt parce que celui qui veut le mal, animé d’une volonté destructrice, est en fin de compte mieux armé que celui qui veut le bien, que nous n’avons jamais reçu aucun message d’aucune autre civilisation extraterrestre. Aurons nous un autre sort? On peut fortement en douter mais il faut espérer et agir.
35 Responses
Pierre, lorsque on a une « soupe initiale » de plusieurs de dizaine de milliards de degrés (en fait pure spéculation du niveau de cette température), a-t-on encore des atomes ou autres éléments « structurés »?
Absolument pas structurés mais potentiellement structurés selon l’évolution du milieu.
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Au début, comme le dit Thomas Hertog, il n’y avait sans doute qu’un « souffle », une énergie à la puissance incommensurable. Mais comme vous le savez il y a un lien entre l’énergie et la matière. Et au fur et à mesure que la pression et la température baissèrent, les constituants de la matière purent apparaître et se différencier au sein du plasma primordial, les quarks puis les protons, les neutrons, les électrons, les champs scalaires purent se développer dans un espace toujours plus grand créé par l’explosion, les forces fondamentales de l’Univers purent ainsi commencer à s’exprimer, jusqu’au moment où 380.000 ans après le Big-Bang, la lumière portée par les photons a pu se dissocier de la matière et la gravité entrer en action pour regrouper les éléments que l’explosion initiale tendait à continuer à disperser.
D’où vient cette valeur?
…380.000 ans après le Big-Bang
J’ai toujours pensé que ce genre de théorie, invérifiable et qui le restera probablement à jamais, en dit plus sur l’incroyable capacité d’imagination (donc y croire est en fait plus une question de foi que de science) du cerveau humain que sur l’univers! C’est un peu comme les rêves; personnellement je ne m’en souviens guère (peut-être heureusement), mais les bribes qui m’en restent au réveil parfois me font vraiment me demander où mon cerveau va puiser ces inventions fantastiques (au sens premier du terme) qui ne reposent sur absolument aucune expérience/réalité vécue!
Je vous rejoins, je reste aussi très dubitatif sur ces explications.
Je ne suis pas d’accord. Les théories cosmologiques reposent sur un travaille énorme et très sérieux qui prend en compte l’histoire de l’Univers tels que nous la connaissons et tels que nous pouvons l’observer précisément et sans aucun doute ni fantaisie jusqu’à ce mur de la surface de dernière diffusion qui s’est ouvert 380.000 ans après le Big-Bang (ou à rebours, il y a un peu moins de 13,8 milliards d’années). Nous avons les redshifts, nous avons les images du fonds diffus cosmologique par le rayonnement parvenu jusqu’à nous et nous le rejoignons petit à petit par les observations que nos plus puissants télescopes nous permettent des premières galaxies.
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A partir de là, on cherche à comprendre et compte tenu des lois de la physique (incontournables depuis cette époque) et de tout ce que nous dit ce premier « cliché », on peut déduire avec une certaine fiabilité ce qui s’est passé avant (entre le big-bang et la dernière diffusion). Avec la possibilité de capter les neutrinos et d’entendre les ondes gravitationnelles, nous pourrons pénétrer de plus en plus derrière ce mur, vers les premiers instants et déduire ce qui précède, jusqu’au souffle initial, avec de plus en plus de précision.
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Déjà ce que nous dit Stephen Hawking à travers Thomas Hertog fait sens. Le multivers est une hypothèse invérifiable mais pas la théorie de l’évolution darwinienne de l’Univers puisque nous sommes « dedans ». Ce n’est pas n’importe quoi. Il y avait plusieurs possibilités pour les valeurs des forces fondamentales. Il a bien fallu qu’elles soient choisies plutôt que d’autres et il y a une logique qu’on pourrait qualifier de « mécanique » derrière ce choix. Le darwinisme utilisant les virtualités quantiques sont les meilleurs explications à ce jour.
Pour ce qui me concerne, je ne prétends pas que ces théories n’ont pas de sens et encore moins qu’elles manquent de logique, juste qu’on ne peut pas vraiment les vérifier. Ce n’est pas pour rien d’ailleurs qu’il y en a un certain nombre, qui « tiennent la route » tout aussi bien les unes que les autres. Mon propos était autre, une admiration pour l’imagination humaine qui permet précisément d’imaginer de telles explications de notre univers et de ses premiers pas sur la base de ce que nous avons accumulé comme connaissances au cours des siècles. Je pense que ça, justement, doit être assez unique dans l’univers (difficile de croire que d’autres espèces puissent en être capables, en tout cas sur Terre; ailleurs on n’en sait rien, mais jusqu’à preuve du contraire j’ai des doutes que le phénomène dû à des circonstances très exceptionnelles que nous avons connu sur notre planète se soit reproduit ailleurs, malgré l’immensité de l’univers).
Bonjour
Il faut que j’étudie a tète reposée votre article: MIGRAINE !
Mais au juste vous parlez de DIEU ou du Hasard? si l’on admet que le hasard existe?
Si j’avais la réponse à votre question, j’en serais très heureux.
Désolé de vous apporter la migraine mais je crois que le sujet en vaut la peine. D’ailleurs c’est en faisant travailler ses méninges qu’on en entretient le bon fonctionnement!
Bonjour
alors j avais medite a ce sujet dans le passe et il m etait venu a l esprit que le point fondamental est l energie: d ou provient la quantite phenomenale d energie envoyee dans notre bulle d espace temps au moment du bigbang. en principe cette quantite d energie n a pas change et reste la meme a l heure actuelle puisque l energie ne se cree pas ; l energie peut se stocker , passer d une forme a une autre etc et ne disparait pas.De plus jusqu a preuve du contraire, aucune nouvelle energie n est insufflee dans notre univers depuis sa creation ? donc cela donne la migraine !!!!
a l epoque j etais tombe sur l hypothese que nous appartenons a un trou noir et que chaque univers secrete des milliards d univers en grappes:mais j avais bloque sur la question suivante: mais d ou vient donc le premier univers ???? donc cela donne la migraine. DONC J AI DECROCHE!!!!
Il ne faut pas décrocher. Nous n’aurons pas de seconde vie. Alors autant bien utiliser celle-ci, à chercher à comprendre.
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Sur le fond, on bute toujours sur le problème de l’Avant Big-Bang. Comme Christophe de Reyff, je ne suis pas satisfait par l’explication donnée par Stephen Hawking sur l’origine du Temps (même si j’adhère volontiers à sa théorie du darwinisme cosmique utilisant un potentiel quantique). Le « Souffle » initial doit venir de quelque chose, préexistant, et nous ne connaissons pas la force qui l’anime.
oui le « souffle » initial ne peut etre que de l energie existant sous une forme ou sous une autre: il y a les formes classiques et les formes « speciales » comme l energie dite sombre , il y a aussi l energie quantique dont nous commencons a nous preoccuper ,il y a aussi des quantites enormes d energie stockees dans les atomes et les particules elementaires que nous sommes en mesure de calculer en descendant de plus en plus dans l infiniment petit jusqu au mur de planck considere comme une muraille infranchissable.
Et puis si l on voit que notre univers est passe d une forme tres courbe a ses debuts a une forme quasi. plate euclidienne aujourdhui on comprend que le continuum espace temps n est pas rigide mais souple et que sa decourbure comme au moment du bigbang peut semble t il liberer de l energie tout comme un trou noir en se formant courbe l espace temps et capte de l energie… Donc nous avons deja des donnees et ce qu il nous faut c est plus de donnees acquises par des instruments plus performants comme euclid.
Il faut se souvenir que l’énergie gravitationnelle est négative. Il est probable qu’elle compense très exactement l’énergie positive de la matière et du rayonnement. Au total le bilan énergétique de l’Univers a été, est et sera donc toujours nul.
J’ai aussi lu cet ouvrage de Thomas Hertog, tout à fait passionnant, mais, hélas, semble-t-il, traduit de l’anglais un peu trop rapidement afin d’être même publié en français (1er mars 2023) avant l’édition anglaise (6 avril), l’original en néerlandais ayant été publié le 27 février ; ce qui a entraîné des imprécisions de formulation malheureuses ici ou là qui n’ont pas pu être corrigées.
On peut écouter ici une brève interview de l’auteur présentant son livre :
https://www.rtbf.be/article/lorigine-du-temps-la-derniere-theorie-de-stephen-hawking-avec-son-collaborateur-belge-thomas-hertog-11172852
Concernant le fameux « atome primitif » et le commencement du temps et de l’espace (des notions qui se désagrègent et s’évanouissent ultimement, faisant que « le problème de l’origine perd ainsi sa signification objective »), il est intéressant de lire et même maintenant de pouvoir entendre directement le chanoine Georges Lemaître lui-même dans une interview-vidéo de 1964 en français que vient de retrouver la VRT, la Radio-Télévision belge flamande, bande qui avait été perdue, car mal classée et avec une faute d’orthographe dans ses archives :
https://www.vrt.be/vrtnws/fr/2022/12/31/la-vrt-a-retrouve-dans-ses-archives-une-interview-de-1964-de-geo/
On peut aussi lire la transcription de cette interview en anglais, et aussi en français à la fin de cet article, paru au début de l’année dans le Journal for the History of Astronomy : https://arxiv.org/pdf/2301.07198.pdf
« … Eh bien … le point de vue auquel j’arrive est tout différent. C’est-à-dire que le commencement est tellement inimaginable, tellement différent de l’état actuel du monde que … ». Je laisse l’auditeur ou le lecteur découvrir la réponse, déroutante, du chanoine.
Les études cosmologiques sont sérieuses. Elles s’appuient sur des observations, et des extrapolations raisonnables. Mais seulement jusqu’à quelques fractions de seconde après le big-bang (s’il a existé). Plus avant, les observations sont actuellement impossibles, et les extrapolations perdent leur sens en raison notamment des divergences actuelles entre mécanique quantique et relativité générale. On entre alors dans la spéculation.
Je n’ai pas lu le livre de Thomas Hertog et ne m’appuie donc que sur le résumé, très clair, de M. Pierre Brisson. Mais j’y distingue mal entre extrapolations et spéculation, aux sens que je viens de leur donner.
Plusieurs points irritent. D’abord un détail : la flatteuse qualité d’ »ultime collaborateur/assistant de Stephen Hawking » est-elle confirmée par des sources indépendantes ? Bien que je les aie cherchées, je n’en ai pas trouvé. Sa répétition ad nauseam dans la presse mais dans le seul contexte de la promotion de ce livre d’une part, l’emphase des mots d’autre part, laissent craindre qu’il s’agisse plus d’une auto-proclamation ou d’une trouvaille d’éditeur que d’une vérité dûment croisée. A moins que celle-ci émerge, il est probable que nous ayons plus exactement affaire à un collaborateur d’Hawking, certes méritant mais parmi d’autres.
Plus sérieusement, l’auteur cite, à l’appui de sa thèse déterministe, 6 paramètres pour lesquels, selon lui, une variation de valeur « extraordinairement faible » aurait suffi à empêcher toute apparition de la vie. « Plus que 3 dimensions » auraient par exemple rendu « totalement instables les orbites des planètes » (et donc, semble-t-il, empêché la vie). Ces 6 affirmations sont-elles démontrées, et font-elles l’objet d’un large consensus dans les milieux scientifiques compétents ? Et même si c’est le cas, ce qui demande à être vérifié, l’auteur raisonne-t-il à tous autres paramètres universels inchangés, où assure-t-il aussi de la permanence de cette impossibilité quelles que soient les valeurs de ces autres paramètres ? L’affirmation n’est pas du tout la même dans un et l’autre cas. Le premier cas revient à ne rien dire, puisqu’un autre changement de paramètre (bien choisi) suffirait à rétablir les chances de vie. Quant au second, il paraît bien difficile à démontrer. Est-ce fait, y a-t-il consensus ?
D’autres affirmations justifient les mêmes doutes. A moins qu’ils soient tous levés dans le sens donné par l’auteur, c.à.d. que ses affirmations soient toutes démontrées, il est à craindre que sa théorie soit plutôt de la spéculation. Peut-être utile pour l’avenir, mais spéculation tout de même.
Concernant les valeurs de ces paramètres, voyez le livre de l’Astronome royal d’Angleterre et directeur de l’Institut d’astronomie de l’Université de Cambridge, Martin Rees : « Just Six Numbers –The Deep Forces that Shape the Universe » (1999).
La question du « fine tuning » des constantes fondamentales est liée au principe anthropique cosmologique, thème que M. Brisson a déjà traité naguère ici-même.
@ Christophe de Reyff. Merci. Donc sur les 6 paramètres, l’auteur reprend une thèse antérieure, dont je vois du reste que des extraits sont disponibles sur le net
https://epdf.tips/just-six-numbers-the-deep-forces-that-shape-the-universe.html.
Ces extraits ne répondent pas aux questions que je me pose sur la démonstration et le consensus autour ces affirmations. Le livre complet le fait peut-être. Mais même dans ce cas, ce ne pourrait être que la vision de 1999, qui me paraît une époque très ancienne en cosmologie. C’est la réponse aujourd’hui qui compte.
J’ai bien en tête l’article précédent de M. Brisson sur le principe anthropologique, même si je ne l’ai pas relu à l’occasion de ce commentaire.
Pierre, lors du Big Bang, qui peut imaginer l’énormité de la masse de tout l’univers en un seul « corps » et les phénomènes physiques ou températures associés?
On est dans la plus grande inconnue, et pour longtemps (toujours?), ce qui s’est passé au niveau de ce monstrueux « plasma » …. que effectivement Dieu a certainement préparé (peut-être à notre intention … et à d’autres)?
Oui, Serge, on peut imaginer. On constate les températures de la surface de dernière diffusion d’après le rayonnement que l’on reçoit aujourd’hui en prenant en compte la distorsion causée par l’expansion accélérée de l’Univers. Pour la densité c’est la même chose puisque toute la masse de l’Univers tenait alors dans un espace beaucoup plus petit (déduit également de l’expansion).
De là on remonte au Big-Bang et cela a été théorisé par l’Abbé Lemaitre dont personne ne remet en cause les raisonnements et calculs.
L’« inconnu » comme vous dites, est aujourd’hui connu jusqu’à cette surface de dernière diffusion et on a des explications logiques et acceptables de ce qui s’est passé avant (du moins jusqu’au souffle d’énergie énorme du Big-Bang).
Je ne connais pas encore Abbé Lemaitre, merci pour l’information.
Juste lu un savoureux article qui le met en opposition avec Einstein! 🙂
Voyez justement mon commentaire (le 7e ci-dessus dès le vôtre) à partir duquel vous pourrez écouter et/ou lire le chanoine Georges Lemaître lui-même sur ces questions.
Pour lui, le temps a bien commencé, il y a eu « un jour sans jour d’avant ». Ne pas oublier que, selon la théorie de la relativité, temps et espace se convertissent l’un dans l’autre. Il a ainsi pu exister un « moment » où il n’y aurait eu que de l’espace d’où le temps serait apparu.
L’idée d’un « objet » très simple (que Georges Lemaître appelait « atome primitif ») au début de l’expansion de l’Univers découle très simplement de l’interprétation sur le plan quantique du 2e principe de la thermodynamique avec la croissance inéluctable de l’entropie qui est parallèle aux divisions successives en plus en plus de quanta d’un unique quantum primordial et simple d’énergie dès un premier « instant » dès lequel l’entropie a crû à partir d’une valeur minimale.
Stephen Hawking, de son côté, a introduit la notion d’un temps imaginaire (au sens mathématique : t = -i τ ) qui aurait précédé le temps réel (donc précédant le « temps de Planck ») en s’y raccordant sans discontinuité et donc sans la singularité physiquement impossible que serait un point de rayon nul et d’une densité infinie. C’est la conjecture d’un Univers sans bord (« no boundary », selon le modèle dit de Hartle-Hawking) :
https://fr.m.wikipedia.org/wiki/Modèle_de_Hartle-Hawking
@CdR
Big Bang or Big (Re)Bound?
https://m.youtube.com/watch?v=130ryGKmf8o (speech vieux de 6 ans).
Merci de réagir
Pour alimenter la réflexion (intéressante) amorcée à l’occasion de ce blog, il est intéressant de revenir à la définition de la démarche scientifique:
« La démarche scientifique est la méthode utilisée par les scientifiques pour parvenir à comprendre et à expliquer le monde qui nous entoure. De façon simplificatrice, elle se déroule en plusieurs étapes: à partir de l’observation d’un phénomène et de la formulation d’une problématique, différentes hypothèses vont être émises, testées puis infirmées ou confirmées; à partir de cette confirmation se construit un modèle ou théorie. L’observation et l’expérimentation sont des moyens pour tester les différentes hypothèses émises » (CEA).
Je retiens de cette définition qu’une hypothèse doit pouvoir être confirmée par l’observation et l’expérimentation pour avoir une réelle valeur scientifique. Ce n’est (malheureusement) pas le cas pour les théories sur les débuts de l’univers immédiatement après le Big-Bang (lui-même une hypothèse d’ailleurs).
@Serge
Aurélien Barrau est partisan de la théorie du rebond : un autre Univers aurait existé avant le Big Bang, mais en une phase de contraction, suivie dès le Big Bang d’une phase d’expansion de notre Univers actuel, telle que nous la connaissons expérimentalement de façon indubitable. Il envisagerait même plusieurs rebonds successifs indéfiniment dans le passé et dans l’avenir, tout en reconnaissant que l’expansion accélérée actuelle semble exclure le retour à un tel rebond futur, ce qui lui fait dire que la phase antérieure de contraction aurait aussi été unique : une éternité passée de phase de contraction, suivie maintenant d’une éternité future de phase d’expansion (de fait le mot « éternité » est tout à fait inapproprié, il s’agit plutôt de « perpétuité », pour parler d’un temps qui dure toujours, l’éternité étant, par définition hors du temps). Cela reste spéculatif au plus haut point, car il est difficile d’imaginer pouvoir relever des traces expérimentalement mesurables dans notre Univers actuel d’un Univers antérieur en contraction. Il a donné des pistes, mais bien ténues, qui toucheraient certaines ondes gravitationnelles qui auraient pu traverser le Big Bang depuis ce passé antérieur.
Vous aurez aussi remarqué que, durant les 23 minutes de son exposé très clair et passionnant, il n’a pas du tout parlé de l’entropie. En effet, si un Univers s’était contracté en une phase précédente, cela violerait le 2e principe de la thermodynamique puisque l’entropie aurait dû sans cesse diminuer durant toute cette phase de contraction ; ce qui est inconcevable et nous incite à rejeter cette hypothèse d’un rebond. Aurélien Barrau s’en tient pourtant dans sa conclusion à la logique de la relativité pour laquelle il n’y a pas d’avant, car il n’y a pas de temps avant le Big Bang.
Merci, mais cela rejoint Penrose avec l’expansion puis cette contraction au point initial. Je ne vois rien de « nouveau » dans ces hypothèses invérifiables.
Non seulement invérifiables, mais contraires à la thermodynamique. Pour moi, c’est là le point capital.
Du point de vue de la thermodynamique, l’univers est-t-il est système ouvert ou fermé?
Réponse de BARD:
Du point de vue de la thermodynamique, l’univers est-t-il est système ouvert ou fermé?
Ca dépend mon Capitaine:
https://g.co/bard/share/223188e85733
Pas besoin de BARD ou d’autres IA…
S’il existait, par hypothèse, un multivers (infini), alors notre Univers (fini), parmi d’autres, serait certes un système ouvert dans ce multivers, sinon (c-à-d. s’il n’existe pas de multivers), notre Univers est alors fermé.
Mais, existe-t-il un multivers ? Hypothèse imaginée et gratuite à jamais invérifiable, car contradictoire, par définition même de ce qu’est l’Univers, un tout.
Puisque sans bords, ni bornes, donc sans frontière, ni limite, il n’y a pas de « monde extérieur » à envisager à notre Univers, qu’il soit fini (c-à-d. « elliptique sphérique », avec une courbure très faible, c-à-d. un rayon de courbure très grand), ou infini (c-à-d. euclidien, strictement plat, avec une courbure nulle, c-à-d. un rayon de courbure infini). On en a déjà parlé ici-même.
Mais l’argument décisif de Georges Lemaître contre l’hypothèse d’un Univers infini est simplement le suivant : l’infini n’existe pas « en acte », donc en ce bas monde physique, sinon « le tout serait égal à la partie ». Par exemple, notre esprit mathématique peut penser un ensemble mathématique infini dans lequel il y a une infinité de sous-ensembles aussi infinis. Pensons simplement aux nombres pairs (infinis), ou aux nombres impairs (infinis), ou à n’importe quelle sorte de nombres multiples (infinis) parmi les nombres naturels (infinis), et à ceux-ci par rapports aux nombres réels (infinis), etc., tous sont infinis.
Un ami lecteur rencontré hier me fait remarquer que mon analogie (avec les mathématiques de l’infini des nombres naturels, des nombres pairs, des nombres impairs, etc.) manque d’expliciter en quoi cela correspondrait dans le monde physique réel qui nous entoure.
Cela signifie simplement que, dans un Univers supposé infini, il existerait une infinité de soleils strictement semblables au nôtre, une infinité de système solaires non seulement analogues, mais même rigoureusement semblables au nôtre, puis une infinité de terres identiques et d’humanités comme la nôtre et, encore plus stupéfiant, une infinité de copies conformes de chacun de nous, car l’infini est strictement, absolument et indéfiniment inépuisable. C’est ce dont on doit prendre une conscience claire quand on parle d’infini.
On voit ainsi tout de suite l’absurdité d’envisager l’infini réalisé en acte ; je le répète : « le tout étant égal à la partie », il y a une infinité de sous-ensembles infinis dans un ensemble infini. Cela on peut le concevoir abstraitement, en pensée ; c’est la force des mathématiques.
Dans le cas d’un Univers infini, l’équation de Drake, dont on a déjà parlé ici, appliquée non plus à notre seule Galaxie (c’était son but premier pour identifier éventuellement nos « voisins »), mais à tout un Univers infini, donnerait un nombre infini de civilisations, car tous ses paramètres valent alors soit 1 (les fractions envisagées), soit l’infini (nombre d’étoiles et de planètes).
N’importe quel nombre quantifiant des grandeurs physiques, même très grandes, comme le nombre de nucléons ou de neutrinos ou de photons dans notre Univers observable actuel (avec une densité moyenne de l’ordre ~5 nucléons par m^3, soit quasiment 10^80, et un bon milliard de fois plus pour les photons, soit quasiment 10^90), sont toujours infiniment petits par rapport à l’infini.
On rejoint donc la conclusion de Georges Lemaître : l’Univers doit être fini en extensions spatiale et aussi temporelle (l’introduction théorique du « temps imaginaire » – invérifiable – de Hawking avant le minuscule et premier « temps de Planck » est une invention ad hoc, un artifice pour éviter un « commencement » absolu). L’Univers ne doit pas être considéré comme « plongé » dans le cadre inexistant d’un espace-temps infini posé là a priori ; c’était là la vision ancienne et newtonienne, acceptée jusqu’au début du XXe s., soit jusqu’à la fin de la vision statique d’un tel univers infini et permanent dans le passé et dans le futur, autrement dit, selon une conception d’un « étant-là », donné depuis toujours et pour toujours, que la relativité dans la cosmologie moderne a renversée.
Que le lecteur me pardonne cette longue digression par rapport à la question initiale !
Je n’ai aucun avis sur le multivers mais ne vois pas pourquoi un univers infini impliquerait nécessairement des mondes strictement identiques. Il y en en mathématiques différents niveaux d' »infinis » dont beaucoup n’induisent aucune répétition. Les nombres sont par exemple tous différents .
Par ailleurs, faut-il entendre « copies conformes de chacun de nous » pour la seule constitution physique, ou aussi en actes en tout point de notre existence ? Pourquoi une définition plutôt qu’une autre ? La première (restreinte) conduisant du reste à ce n’y a rapidement plus conformité.
Pensez bien attentivement au terme « infini » !
Tout, absolument tout, peut se répéter infiniment puisque l’infini est inépuisable. Vous pouvez toujours imaginer une copie avec seulement un atome de plus ou en moins que l’original, avec seulement une seconde de vie en plus ou en moins. Il existera pourtant une infinité de chacune des 3 sortes. C’est le propre de l’infini. Si vous posez une limite quelconque à cela, il ne s’agit plus de l’infini, mais de très très grands nombres, toujours absolument insignifiants en face de lui.
Pour en revenir à l’équation de Drake, même si toutes les diverses fractions sont très petites, cela ne pèse pas en face du premier terme qui est infini.
Comme vous l’écrivez justement, en infini, tout « peut » se répéter. Mais ne se répète pas nécessairement.
En mathématiques, il y a une infinité de nombres, mais aucun ne se répète. Il pourrait en être de même pour un multivers. Pour l’intérêt que présentent ces spéculations …
Si vous avez un nombre infini d’éléments à disposition, il y a une infinité de possibilités de les combiner aussi bien en nombres finis (des copies de chacun de nous), qu’en nombres infinis. Il en est de même des nombres : il y a des infinités de suites (d’arrangements) de nombres. En envisageant l’infini, oui, tout doit se répéter nécessairement.
Comme déjà dit, dans l’équation de Drake, du fait du seul premier terme infini, le nombre recherché reste aussi infini, quelque minuscules que soient toutes les fractions (ou probabilités) qui suivent dans l’équation.
C’est bien ces considérations qui rendent impossible d’envisager l’infini en acte.
L’Univers est fini et il est donc possible qu’il n’y ait pas d’autres civilisations. On peut seulement dire que ce n’est pas nécessairement impossible.
Permettez-moi d’ajouter encore cette citation : « Avec elle [l’idée d’infini réalisé], ce qui était simplement possible devenait inévitable », tirée de l’ouvrage de John D. Barrow : « Une brève histoire de l’infini », 2008 (titre original : « The Infinite Book – A Short Guide to the Boundless, Timeless and Endless», 2005.