🦉[Aurélien Barrau] 💫 La gravitation quantique remet-elle en cause le Big bang 💥 ? .
Summary
TLDRDans cette conférence profonde, le conférencier explore les mystères et les implications du modèle du Big Bang, tout en questionnant la nature de l'univers et de la réalité scientifique elle-même. À travers une narration riche, il discute de concepts tels que l'expansion de l'univers, la relativité, et la présence énigmatique de la matière noire et de l'énergie noire. En explorant les limites des théories actuelles, il met en lumière la nécessité d'une nouvelle physique pour expliquer des phénomènes non résolus et aborde les idées de multivers et de gravité quantique. Le discours est ponctué de références littéraires et philosophiques, enrichissant la discussion sur notre compréhension de l'univers et notre quête de vérité.
Takeaways
- 📚 La conférence aborde la théorie du Big Bang et ses implications scientifiques et philosophiques, explorant les limites de notre compréhension du cosmos.
- 🌌 Le paradoxe d'Olbers soulève la question de l'obscurité du ciel nocturne dans un univers éternel et infini, remettant en question le modèle simpliste du Big Bang.
- 🔍 L'expansion de l'Univers, observée dans l'éloignement des galaxies, est un élément clé du modèle du Big Bang et est hautement falsifiable, ce qui renforce sa crédibilité scientifique.
- ⏳ La concordance des âges entre l'Univers et les objets célestes, comme les étoiles et les planètes, est un argument puissant en faveur de la théorie du Big Bang.
- 🌟 L'évolution des galaxies, telles que les galaxies à rayons, suggère un univers en développement, qui n'est pas en équilibre éternel, ce qui soutient l'idée d'une origine récente de l'Univers.
- ⚛️ La nucléosynthèse primordiale, qui explique la répartition des noyaux légers dans l'Univers, est en accord avec les prédictions du Big Bang.
- 🌡️ Le rayonnement fossile, ou bruit cosmologique微波背景辐射, est un vestige direct du Big Bang et est en excellente adéquation avec les modèles théoriques.
- 🔬 La théorie de la relativité générale d'Einstein fournit la structure théorique nécessaire pour comprendre la dynamique de l'espace-temps et l'expansion de l'Univers.
- ⛓️ Le problème de la matière noire et de l'énergie noire soulève des questions sur la nature de l'Univers, où l'essentiel de sa masse est constitué d'éléments non détectés et l'expansion de l'Univers semble accélérer.
- ♾️ L'idée d'un multivers, impliquant des univers parallèles avec des lois physiques différentes, est une conséquence mathématique de certaines théories avancées comme la théorie des cordes.
- 🔄 La théorie de la gravité quantique à boucle propose un modèle où le Big Bang est remplacé par un grand rebond, suggérant que l'Univers a pu passer par des cycles d'expansion et de contraction.
Q & A
Quelle est la signification du terme 'Big Bang' et en quoi consiste le modèle de Big Bang?
-Le terme 'Big Bang' fait référence à l'expansion de l'Univers dans son ensemble, où il est supposé que tout ce qui est visible dans le cosmos aujourd'hui était initialement présent dans une sphère plus petite qu'une tête d'épingle. Le modèle de Big Bang est un modèle scientifique extrêmement fiable qui est corroboré par l'expérience de la physique contemporaine et décrit la naissance et l'évolution de l'Univers.
Comment le paradoxe d'Olbers explique-t-il l'obscurité du ciel nocturne?
-Le paradoxe d'Olbers soulève la question de pourquoi le ciel nocturne est essentiellement obscur, contrairement à ce que l'on pourrait s'attendre d'un univers éternel et infini. Si l'Univers était infini, on s'attendrait à ce que le ciel soit infiniment brillant, car chaque direction regardée devrait être remplie de lumière d'étoiles. L'obscurité du ciel nocturne est donc une indication que la vision la plus simple et la plus naïve de l'espace ne fonctionne pas.
Quels sont les arguments clés abordés qui soutiennent le modèle du Big Bang?
-Les arguments clés incluent l'observation de l'éloignement des galaxies, la falsifiabilité du modèle de Big Bang, la concordance des âges des objets célestes avec l'âge de l'Univers, l'évolution des galaxies observées, la nucléosynthèse primordiale, et le rayonnement fossile qui est un écho du Big Bang original.
Comment la théorie de la relativité générale d'Einstein influence-t-elle notre compréhension de l'Univers?
-La théorie de la relativité générale d'Einstein nous apprend que l'espace est dynamique et qu'il se distend et se distorde en fonction de la présence des corps. Cela signifie que la matière influence la forme de l'espace et réciproquement, l'espace influence le mouvement de la matière. Cette théorie a permis de comprendre l'expansion de l'Univers et la dilatation de l'espace lui-même.
Quels sont les paradoxes et les problèmes qui remettent en question le modèle standard du Big Bang?
-Les paradoxes et les problèmes comprennent la symétrie baryonique globale, la causalité et l'inflation, le problème des trous noirs, la matière noire et l'énergie noire, et la nature de l'instant original du Big Bang. Ces questions soulèvent des défis pour la physique moderne et incitent à la recherche de théories plus profondes qui unifient la gravité et la physique quantique.
La théorie des cordes est-elle une théorie unifiée et quelles sont ses implications?
-La théorie des cordes est une proposition mathématiquement cohérente qui est une théorie d'unification, réinterprétant les particules élémentaires et les interactions fondamentales comme des modes de vibration d'une unique classe de cordes. Elle implique l'existence de dimensions supplémentaires qui, si elles existent, seraient invisibles et compactifiées. Cela peut conduire à la notion d'un multivers avec des lois physiques différentes dans chaque univers.
Que signifie le multivers et comment cela affecte-t-il notre perception de l'Univers?
-Le multivers est le concept d'une multitude d'univers qui seraient la conséquence mathématique de certains modèles physiques. Cela affecte notre perception de l'Univers en sugérant que notre univers pourrait être un petit îlot dans un vaste ensemble d'univers, chacun avec ses propres lois physiques. Cela dépasse l'imagination et change la manière dont nous formulons et testons des prédictions scientifiques.
Comment la théorie de la gravité quantique à boucle (loop quantum gravity) aborde-t-elle le problème du Big Bang et de l'espace-temps?
-La théorie de la gravité quantique à boucle reécrit la relativité générale de manière à intégrer les concepts de la physique des particules et de la mécanique quantique. Elle propose une structure granulaire de l'espace-temps avec de petits 'atomes' d'espace-temps. L'application de cette théorie à l'univers lui-même fait disparaître le Big Bang comme un instant originel, le remplaçant par un 'grand rebond' (big bounce), qui envisage une phase de contraction avant la phase d'expansion actuelle de l'univers.
Quels sont les défis auxquels les scientifiques sont confrontés pour tester et vérifier les théories du multivers et de la gravité quantique?
-Les scientifiques sont confrontés au défi de trouver des signes ou des traces observationnelles pour mettre à l'épreuve ces théories. Cela nécessite l'identification de prédictions spécifiques qui pourraient être observées ou mesurées dans l'univers actuel. Les théories doivent être formulées de manière à ce que leurs implications soient testables, même si les expériences concernées sont extrêmement difficiles et techniques.
Comment la théorie de l'inflation et la notion de trous noirs complexes affectent-elles notre compréhension de l'Univers?
-La théorie de l'inflation explique la taille même de l'Univers observable et why regions distantes de l'Univers ont des propriétés si similaires. Les trous noirs, en tant qu'objets extrêmement denses, posent des questions sur la nature de l'information et la complexité dans l'Univers. Leurs études contribuent à la compréhension des limites de la physique actuelle et peuvent conduire à de nouvelles découvertes sur la nature fondamentale de l'Univers.
Quels sont les aspects les plus révélateurs de la recherche actuelle sur l'origine de l'Univers?
-Les aspects les plus révélateurs incluent la recherche de preuves pour les théories du multivers, de la gravité quantique, et de l'inflation. Les chercheurs explorent également des modèles alternatifs pour expliquer l'origine de l'Univers, comme la théorie des cordes et la gravité quantique à boucle, qui offrent des perspectives nouvelles sur la nature de l'espace-temps et la question de l'origine de l'Univers.
Outlines
😀 Introduction à la poésie et au Big Bang
Le premier paragraphe commence par une citation poétique d'Arthur Rimbaud, suivie d'une introduction au modèle du Big Bang. L'orateur aborde la complexité de la pensée scientifique qui cherche à repousser les limites de notre connaissance. Il évoque l'étrangeté du modèle du Big Bang et la difficulté de concevoir que l'univers ait une histoire, soulignant l'importance de la désapprentissage et de l'humilité intellectuelle pour comprendre ces concepts.
🌌 Le paradoxe de l'obscurité du ciel nocturne
Dans le deuxième paragraphe, l'orateur explique l'argument du paradoxe d'Olbers, qui remet en question le modèle d'un univers éternel et infini. Il discute de la manière dont l'on perçoit la lumière des étoiles et la géométrie de l'univers, et comment cela affecte notre compréhension de la nature de l'univers.
🚀 Expansion de l'univers et observation des galaxies
Le troisième paragraphe met l'accent sur l'expansion de l'univers, une preuve directe du Big Bang. L'orateur décrit comment l'on observe les galaxies s'éloigner les unes des autres, ce qui est interprété comme une preuve de l'expansion de l'univers. Il souligne la falsifiabilité du modèle du Big Bang et comment cela renforce sa crédibilité.
🌟 L'âge des objets célestes et la concordance avec l'univers
Le quatrième paragraphe traite de l'importance de la datation des objets célestes pour vérifier le modèle du Big Bang. L'orateur explique comment les méthodes de datation, inspirées de la datation par le carbone 14, permettent de déterminer l'âge des planètes, des comètes, des astéroïdes et des étoiles, et comment ces âges concordent avec l'âge de l'univers.
🌌 Évolution des galaxies et nucléosynthèse primordiale
Dans le cinquième paragraphe, l'orateur discute de l'évolution des galaxies observées et de la nucléosynthèse primordiale. Il explique comment les galaxies appelées radio-galaxies ont changé au fil du temps et comment les proportions des noyaux atomiques légers, formés peu après le Big Bang, sont en accord avec les prédictions de la physique nucléaire.
🌟 Rayonnement fossile et structure de l'univers
Le sixième paragraphe met en évidence le rayonnement fossile comme une preuve du Big Bang. L'orateur décrit le rayonnement cosmologique de fond, qui est perçu comme un écho de la lumière émise peu après le Big Bang. Il explique comment l'analyse de cette radiation permet de déduire des informations sur la structure et les paramètres cosmologiques de l'univers.
🤔 La question de la 'vérité' en science
Dans le septième paragraphe, l'orateur aborde la notion de 'vérité' en science et comment elle a évolué. Il discute de la différence entre la 'vérité' et le 'vrai' en grec ancien et souligne l'importance de la précision et de la rigueur dans notre discours scientifique. Il réfléchit également sur la transition radicale que la science a opérée par le passé, en citant Platon et sa critique des cosmogonies poétiques.
🌐 La théorie de la relativité et son impact sur la cosmologie
Le huitième paragraphe explore l'impact de la théorie de la relativité d'Einstein sur la cosmologie. L'orateur explique comment la théorie de la relativité restreinte a introduit la notion d'un espace-temps dynamique et comment la relativité générale a unifié l'espace et le temps en un champ physique. Il souligne également que les ondes gravitationnelles, prédites par la théorie, ont récemment été détectées.
🌌 Paradoxes et défis de l'univers
Le neuvième paragraphe traite des paradoxes et des défis rencontrés dans la compréhension de l'univers. L'orateur mentionne la question de la symétrie baryonique, le problème de la causalité à grande échelle, la nature des trous noirs, la matière noire et l'énergie noire. Il soulève les difficultés de la théorie de la relativité générale pour décrire les singularités telles que le Big Bang ou les trous noirs.
🔬 La recherche d'une théorie de la gravité quantique
Le dixième paragraphe décrit l'effort pour élaborer une théorie de la gravité quantique qui pourrait répondre aux questions non résolues par la théorie de la relativité générale. L'orateur mentionne la théorie des cordes et l'inflation cosmologique comme des approches pour dépasser les limites de la physique actuelle et fournir des modèles plus complets de l'univers.
🔁 Le Big Bounce et la structure granulaire de l'espace-temps
Le onzième paragraphe explore l'idée du Big Bounce, une théorie selon laquelle l'univers a经历过 une phase de contraction avant son expansion actuelle. L'orateur décrit comment la quantification guide canonique dans le cadre de la gravité quantique à boucle permet d'envisager une structure granulaire de l'espace-temps et remet en question la notion d'un instant originel pour le Big Bang.
Mindmap
Keywords
💡Big Bang
💡Théorie de la relativité
💡Inflation cosmologique
💡Symétrie baryon-antimatière
💡Trous noirs
💡Matter noire
💡Énergie noire
💡Théorie des cordes
💡Multivers
💡Gravité quantique
💡Horizon cosmologique
Highlights
La conférence s'ouvre avec des applaudissements, plongeant le public dans l'atmosphère festive et intellectuelle.
L'auteur évoque la beauté et la fuite contre la justice, allusions à des expériences de vie intenses et conflictuelles.
La mention de l'enfer et de la folie, symbolisant le désir de pousser les limites de la connaissance au-delà de l'acceptable.
L'introduction du modèle du Big Bang comme étrange et presque impossible à comprendre, soulignant l'étrangeté de l'univers.
L'importance de la désapprentissage et de l'humilité dans la recherche scientifique, suggérant un renouveau de la vision du réel.
Le paradoxe de Olbers est abordé, remettant en question la simplicité du modèle d'un univers éternel et infini.
L'éloignement des galaxies comme preuve directe de l'expansion de l'univers, renforçant la théorie du Big Bang.
La falsifiabilité du modèle du Big Bang est soulignée, montrant sa solidité scientifique.
La concordance des âges des galaxies par rapport à l'âge de l'univers, un argument clé en faveur du Big Bang.
L'évolution des galaxies à travers le temps, suggérant un univers en mouvement et non en équilibre éternel.
La nucléosynthèse primordiale et sa correspondance avec les observations, un point majeur pour la théorie du Big Bang.
Le rayonnement fossile comme preuve de l'écho du Big Bang, une découverte révolutionnaire en cosmologie.
La structure harmonique des ondes acoustiques dans l'univers jeune, permettant de déduire des paramètres cosmologiques avec précision.
L'interrogation sur la 'vérité' du Big Bang, abordant la nature évolutive et la complexité du concept de vérité dans la science.
La théorie de la relativité comme fondement théorique essentiel pour le modèle de l'univers.
L'émergence de la notion de multivers comme conséquence mathématique de certains modèles physiques, ouvrant la perspective sur d'autres univers.
La théorie des cordes et sa proposition d'unification de la physique, malgré les défis qu'elle soulève.
La théorie de la gravité quantique et son approche alternative du Big Bang, sugérant un 'grand rebond' au lieu d'un début singulier.
L'appel à la recherche de preuves observationnelles pour valider ou infirmer les théories audacieuses telles que le Big Bounce.
La conclusion de la conférence avec une citation de Jean Genet, symbole de la beauté et de la complexité de l'expérience humaine.
Transcripts
[Applaudissements]
bonjour
jadis si je me souviens bien ma vie
était un festin où tous les vins
coulaient ou tous les cœurs s'ouvraient
un soir j'ai assis la beauté sur mes
genoux et je l'ai trouvé à mer et je lis
un jour jury je me suis enfui je me suis
armé contre la justice au misère
sorcières n c'est à vous que mon trésor
a été confié je parvint à faire
s’évanouir dans mon esprit toutes
l'espérance humaine sur toute joie pour
l'étrangler je file le bon sourd et la
bête féroce j'ai appelé les bourreaux
pour en périssant mordre la crosse de
leur fusil j'ai appelé les fléaux pour
m'étouffer avec le sable le sang le
malheur a été mon Dieu je me suis couché
dans la boue je me suis séché à l'air du
crime et j'ai joué de bons tours à la
folie
ainsi s'ouvre la saison en enfer
d'Arthur Rimbaud saison en enfer parce
qu'effectivement tenter de penser
au-delà de l'horizon ou en deçà des
singularités comme nous allons tenter de
le faire aujourd'hui c'est peut-être un
peu flirté avec les enfers mais ce que
j'espère vous montrer c'est que ces
enfers sont aussi des paradis pour les
scientifiques puisqu'il y est question
de tenter de peut-être flouter les
linéaments de notre savoir de peut-être
aller au-delà des limites de nos
connaissances
quel étrange modèle que celui du Big
Bang mais de quel Big Bang parle-t-on
vraiment le terme est finalement est
relativement polysémique
réfère-t-on à l'expansion de l'Univers
comprise dans son ensemble et finalement
à l'insertion suivant laquelle la
totalité de ce qui est aujourd'hui
visible dans le cosmos était
initialement présent dans une sphère
plus petite qu'une tête d'épingle et on
se cense je crois que le modèle du Big
Bang est extraordinairement fiable
qu'elle est une prédiction claire et
corroborée par l'expérience de la
physique contemporaine ou bien
réfère-t-on par Big Bang à l'instant
originel lui-même à la création ex ni
l'eau du monde et en ce sens le Big Bang
est extrêmement spéculatif et n'est pas
même impensable de la physique
d'aujourd'hui
alors je crois que pour tenter
d'interroger le Big Bang il faut
commencer comme souvent par un geste de
désapprentissage un geste d'humilité
peut-être ça donner dans le champ
épistémique à ce que le peintre Paul
Cézanne proposait dans le champ
artistique c'est-à-dire renouer un
instant avec une vision hantée
prédicative du réel
essayez de voir les choses non pas en
elle-même parce que c'est impossible
mais au moins avant que nos projections
conceptuelles ne les ai alpaguées
segmentés cloisonné et je crois que ce
qui apparaît alors c'est l'incroyable
étrangeté de ce modèle du Big Bang il
est pratiquement impossible comment
l'espace et le temps c'est-à-dire
l'univers en tant que contenant
pourrait-il avoir une histoire
comment l'espace et le temps pourrait-il
ne pas avoir toujours été là quand on y
réfléchit un instant cette insensé il va
donc falloir argumenter et argumenter
avec véhémence pour nous convaincre de
la crédibilité de cette proposition
premier point
le ciel nocturne est essentiellement
obscure c'est ce qu'on nomme le paradoxe
de hulbers et cette simple observation à
laquelle je pense nous souscrivons tous
suffit à mettre en difficulté le modèle
dirige concurrent le plus simple et le
plus élémentaire du Big Bang
c'est-à-dire celui d'un univers éternel
infini TIC si l'Univers était ainsi
alors le ciel nocturne serait
difficilement compatible avec
l'obscurité que nous observons et croyez
moi un univers éternel et infini saine
n'est-ce pas le modèle naturel auquel me
semble-t-il nous souscririons tous si
nous oublions un instant notre savoir
c'est finalement le modèle évident
considérons le cône d'univers sous tendu
par notre œil lorsqu'il scrute le
firmament de nuit je cogne l'univers
peut-être cloisonné en un certain nombre
de coquilles sphériques chaque coquille
contient des étoiles et une proportion
infime de la lumière de ces étoiles
parvient jusqu'à notre rétine mais
considérons maintenant un une seconde
coquille sphérique à l'intérieur de ce
cône qui correspond à l'acceptance
angulaire de notre œil cette seconde
coquille sphérique contient également
des étoiles chaque étoile enverra moins
de lumière jusqu'à mon oeil pour la
simple raison qu'elle est plus éloignée
de celui-ci c'est l'effet de dilution
géométrique mais la seconde coquille
parce qu'elle est plus grosse que la
première lui égard à la forme conique
contient davantage d'étoiles plus
précisément le nombre d'étoiles croit
comme le carré de la distance mais le
flux induit par chaque étoile sur mon
œil décroît comme l'inverse du carré de
la distance
ces deux effets se compensent exactement
et voilà le petit miracle chaque
coquille sphérique contribue de la même
manière au flux reçu par mon oeil et
vous voyez donc sans même avoir besoin
de calculer ce qu'est ce flux si je
l'ajoute une infinité de foi ce que je
dois faire si l'univers est infini je
devrais avoir un ciel infiniment
brillant puisque sommet une infinitoire
une infinité de fois le même nombre quel
que soit ce nombre strictement positif
doit conduire un résultat infini
conséquent l'obscurité du ciel nocturne
est déjà une indication de ce que la
vision la plus simple et la plus naïve
de l'espace ne fonctionne pas
vous pourriez objecter que je ne suis
pas ici en train de prouver le Big Bang
et vous auriez raison vous auriez raison
d'abord parce qu'en science de la nature
en physique en particulier on ne prouve
jamais rien aucune théorie scientifique
n'a jamais été prouvé et aucune ne le
sera jamais d'ailleurs d'abord pour la
bonne raison qu'aucune théorie n'est
juste
la science c'est la pensée du fugace
c'est la pensée du fragile on le sait
tous les modèles seront un jour
remplacés par un meilleur modèle il est
donc heureux que nous n'ayons jamais
prouvé aucun modèle mais au-delà de ça
quand bien même nous toucherions et rien
n'est sûr qu'elle existe la théorie
ultime est parfaite pour prouver qu'elle
est juste il faudrait réaliser
l'infinité d'expérience qui la mettent à
l'épreuve et réaliser chaque chacune
d'elles avec une précision infinie c'est
donc doublement impossible c'est quoi un
bon modèle scientifique ce n'est pas un
modèle démontré il y en a aucun c'est
simplement le meilleur modèle dont nous
disposons à un instant donné de
l'histoire de la pensée par conséquent
pointez du doigt les incomplètes ou les
incohérences des modèles concurrents au
Big Bang cette effectivement d'un point
de vue épistémologique tout à fait
rigoureux apporté de l'eau au moulin de
ces derniers
deuxième argument deuxième élément
fondamental central peut être le point
nodal en faveur du Big Bang le Big Bang
on le voit
on le voit on observe depuis à peu près
un siècle
explicitement le fait que toutes les
galaxies très lointaines s'éloignent les
unes des autres et s'éloignent avec une
vitesse d'autant plus grande qu'elles
sont éloignées nous sommes encore pris
dans le vent ou les codes de cette
explosion primordiale bien sûr explosion
est à prendre en un sens métaphorique
mais ne faisons pas semblant de savoir
ce que littéralité veut dire je ne suis
pas de ceux qui ont peur des métaphores
Dieu me le pardonne qui me le pardonne
ou non d'ailleurs je m'en fous je suis
un voyou dira Brassens
il faut toujours croire Brassens donc
effectivement nous avons des indications
expérimentales directes visibles de
l'expansion de l'Univers et là je
voudrais vous faire remarquer la très
élégante falsifiabilité de ce modèle on
reproche parfois à certaines théories
scientifiques d'être délicates
à être mise en défaut à ne pas pouvoir
être testé à ne pas pouvoir être infirmé
effectivement dans ce cas on peut même
questionner leur légitimité scientifique
mais le modèle du Big Bang est très est
stable il suffirait d'observer une seule
galaxie lointaine qui se rapproche de
l'anneau ou qui se rapproche une autre
galaxie pour que l'ensemble de l'édifice
s'effondre c'est donc un modèle
hautement falsifiable qui jusqu'à
maintenant n'a jamais été mise en défaut
par la moindre observation de ce type
troisième argument essentiel
la concordance des âges je vois donc
l'expansion de l'Univers et je peux
poser cette question simple si je passe
le film à l'envers combien de temps
s'écoule-t-il avant que toutes les
galaxies observées reconversent vers le
même point que je pourrais
éventuellement considérer comme
l'instant originel et initial et bien
cette question est simple on supposant
ce qui n'est pas tout à fait licite mais
ce qui donne une bonne approximation que
la vitesse d'expansion est constante je
trouve qu'au taux actuel il faut environ
10 milliards d'années dans le passé pour
que toutes les galaxies se retrouvent au
même endroit
10 milliards d'années ça ne veut pas
dire grand-chose est-ce que ça corrobore
ou est-ce que ça infirme le Big Bang ni
l'un ni l'autre ce qui est intéressant
ce n'est pas ce chiffre ce qui est
intéressant c'est de comparer ce chiffre
à l'âge des objets se trouvant dans
l'univers si je trouve un seul astre
qui est plus âgé que l'Univers lui-même
le modèle s'effondre à contrario si je
trouve que tous les astres ont un âge
très inférieur à celui de l'univers
le modèle est moins crédible imaginez
que je vous présente un homme de 80 ans
et qu'on trouve que la totalité de sa
production pratique et intellectuelle
proviennent des dix dernières secondes
vraisemblablement quelque chose ne va
pas vraisemblablement j'évalue mal son
âge il serait donc opportun que les âges
des objets célestes soient compris entre
typiquement la contemporanéité et une
dizaine de milliards d'années
il faut donc dater dater c'est une
procédure assez complexe vous savez
comment on fait sur terre pour dater les
organismes vivants avec le carbone 14 il
y a des rayons cosmiques des particules
qui viennent taper dans la haute
atmosphère de la Terre et qui se faisant
crée des noyaux radioactifs des noyaux
de carbone instable 10 carbone 14
lorsque je respire ce carbone 14 se met
à l'équilibre avec le carbone 12 dans
mon corps le carbone stable et par
conséquent à mon décès lorsque je cesse
de respirer je ne renouvelle plus le
carbone 14 et estimez la proportion
restante des noyaux radioactifs c'est
avoir une mesure du temps qui nous
sépare de la mort de l'organisme
considéré alors bien sûr les comètes et
les astéroïdes ne sont pas des
organismes vivants donc on n'utilise pas
le carbone 14 qui a d'ailleurs un temps
de vie beaucoup trop court mais des
méthodes vaguement inspirées de celle-ci
et utilisant d'autres isotopes
permettent effectivement de dater avec
une bonne précision un certain nombre
d'objets célestes et le résultat est
éloquent
les âges des planètes des comètes des
astéroïdes des étoiles sont
effectivement compris entre des valeurs
relativement petites et environ une
dizaine de milliards d'années et ça
c'est extraordinaire parce que c'est
indépendant du film expansion de
l'univers le film expansion de l'univers
qui est lié à la dynamique du cosmos
pointe vers un âge qui est corroboré par
l'âge des objets célestes les plus
anciens
ça commence à sentir bon le Big Bang je
trouve
quatrième argument fondamental
l'évolution un certain nombre de
galaxies appelé radio galaxie
c'est-à-dire émettant des quantités
considérables de rayonnement basse
fréquences ont été étudiés depuis très
longtemps pour la simple raison que les
ondes radio pour une partie d'entre
elles proviennent jusqu'au sol de notre
planète et peuvent donc être
effectivement observés par des
télescopes qui ont été mis en place dès
le début du 20e siècle et ces radios
galaxies se sont avérées être en moyenne
statistiquement différentes quand on
regarde loin de quand on regarde autour
de nous
mais Hue égard à la finitude de la
vitesse de la lumière vous savez que
regarder loin c'est regarder tôt par
conséquent ces radios galaxies éloignées
que j'observe comme étant en moyenne
différentes ce que ça signifie c'est
qu'il y a de l'évolution c'est que les
radios galaxies statistiquement ne sont
pas exactement les mêmes aujourd'hui
qu'elle l'était il y a quelques
milliards d'années
strictosensus ça n'est pas une preuve du
Big Bang évidemment mais quand même
quand même
si l'univers avait disposé d'un temps
infini comme le voudrait un modèle
concurrent pour évoluer il serait très
étrange que nous n'ayons pas encore
atteint un état d'équilibre il serait
très étrange qu'il y ait encore des
évolutions notables si nous étions en
évolution depuis un temps infini donc
c'est cette manière de voir une une
un effet temporel dans la morphologie et
dans la nature des radios galaxies plaid
indirectement en faveur de l'existence
d'une origine qui n'est pas si éloignée
de nous par rapport aux âges pertinents
pour la cosmologie
cinquième argument essentiel en faveur
du Big Bang la nucléosynthèse
primordiale
mais il n'y a pas que les étoiles qui
sont chaudes dans l'univers il y a aussi
le voisinage du Big Bang là aussi
lorsque cosmos était très dense très peu
de temps après l'instant primordial
disons dans les premières secondes ou
les premières minutes la température
était considérable je dois donc aussi
former des noyaux pas des noyaux lourds
comme ceux dont nos corps sont faits qui
sont véritablement l'apanage des étoiles
nous sommes des résidus d’étoiles mais
des noyaux plus légers de l'hydrogène de
l'hélium du lithium du deutérium et je
peux donc grâce à la physique nucléaire
évaluer ce que devrait être les
proportions de ces différents noyaux
dans un modèle de type Big Bang et c'est
très sensible aux circonstances c'est à
dire que si j'abandonne le modèle de Big
Bang ou si je transforme le modèle du
Big Bang je vais changer les proportions
de ces noyaux et le résultat a
remarquable c'est que modulo quelques
petites tensions il y a globalement un
très bon accord entre les calculs de la
nucléosynthèse et les observations
des différents noyaux effectivement
présents dans l'univers
6e dernier et peut-être
plus importantes argument en faveur du
Big Bang le rayonnement fossile nous
vivons dans un bain de lumière qui est
véritablement un écho du Big Bang
original
lorsque l'Univers s'est agrandi la
température a décrue un peu comme dans
un piston de réfrigérateur où l'on met
en oeuvre une détente à diabétique et
vint un moment où la température fut
suffisamment faible pour que la lumière
cesse d'interagir avec la matière les
atomes se forment et les photons les
grains de lumière n'ont plus assez
d'énergie pour ioniser les atomes cela
signifie qu'à partir de ce moment
lumière et matière ne se sont plus
parlées la lumière n'a plus été altérée
par ses interactions avec la matière
nous devons donc trouver aujourd'hui
encore maintenant ici ce bain de lumière
qui peuplent la totalité de l'univers et
on peut calculer ce que doit être sa
répartition spatiale et sa répartition
spectrale et là encore de manière tout à
fait extraordinaire les mesures sont en
très bonnes adéquation avec le modèle du
Big Bang on peut même aller encore plus
loin vous le savez grâce au satellite
planque en particulier on peut scruter
d'un film variation dans ce fond de
rayonnement cosmologique qui témoigne de
la présence d'onde de densité ce qu'on
nomme des ondes acoustiques dans
l'univers jeune
mais
un pianiste peut distinguer un besoin
d'orfer un bestaï en fait violer un
Steinway on écoutant ces instruments
pourquoi parce que leur structure
harmonique n'est pas la même et c'est
exactement ce que l'on met en œuvre en
cosmologie en regardant la structure
harmonique des ondes acoustiques qui se
déploient dans l'univers primordial on
peut effectivement évaluer la masse
volumique la vitesse d'expansion et tous
les autres paramètres cosmologiques
pertinents avec des précisions de
l'ordre du pour cent
la cosmologie est véritablement entrée
dans ce que l'on pourrait aujourd'hui
nommer une aire de précision
voilà dirais-je et parmi beaucoup
d'autres que je n'ai pas le temps
d'évoquer un bon nombre d'arguments qui
commencent j'espère à nous convaincre du
bien fondé du modèle du Big Bang mais le
titre qu'on m'a proposé pour cette
conférence est le Big Bang a-t-il
vraiment eu lieu il est question de
vérité
et la vérité c'est une question sérieuse
c'est une question qu'il ne faut pas
balayer d'un revers de la main parce que
la vérité on ne peut pas y échapper la
vérité c'est la règle du jeu avec la
vérité il faut être toujours extrêmement
prudent on sent bien que tout laxisme
pour être immédiatement viré à la
catastrophe on sent bien que tout
compromis pour être immédiatement
devenir une compromission
il n'en demeure pas moins conscience
trouver la règle fait partie du jeu il
n'en demeure pas moins que sa plaise ou
non que les critères de vérité ont
évolué avec le temps et pour une et un
instant donné change et diffère d'une
civilisation à l'autre pour le meilleur
ou pour le pire ne jugeons pas c'est un
fait c'est un fait qu'il faut regarder
en face qu'il faut avoir le courage de
regarder en face pour précisément
améliorer la qualité la rigueur et si
vous voulez la rationalité de notre
discours vous savez nous sommes les
héritiers directs de la Grèce n'est-ce
pas nous devrions donc être en accord
presque parfait avec eux pourtant et
pourtant si nous étions en Grèce il nous
faudrait distinguer entre Altea et to
allaites c'est-à-dire entre la vérité et
le vrai entre le substantif et
l'adjectif substantifé tandis que l'un
réfère à la décation entre l'énoncé et
le monde l'autre temps plutôt vers la
sagesse et la substance vous savez à
l'étéia ça veut dire les âmes qui après
avoir contemplé le ciel des idées
parfaites peuvent revenir parmi nous
sans avoir à se tromper dans les eaux
oublies du fleuve l'été autrement dit en
Grèce ancienne la vérité c'est avant
tout une anamnèse la vérité c'est le
souvenir mais la vérité c'est aussi la
belle parole parce que les aides sont
des rétors ce n'est plus notre
définition heureusement sans doute nous
avons évolué pour le meilleur
vraisemblablement il n'en demeure pas
moins que cette évolution bien sûr n'est
pas achevée et qu'il faut y penser il
faut y penser parce que le sentiment que
nous avons parfois
celui d'être enfin détenteur de la
vérité toutes les civilisations l'ont eu
avant nous et nous ne sommes pas les
premiers à vouloir opérer cette
transition radicale ces siècles avant
Jésus-Christ quand il écrit le timé
c'est exactement ce que veut faire
Platon Platon veut en finir avec Homer
et Hésiode Platon va en finir avec les
cosmogonies poétiques et effectivement
Platon fond d'une rationalité
scientifique il utilise les
mathématiques il réfère à la causalité
et que reste-t-il des écrits du timet en
termes factuel qui est encore vrai
aujourd'hui rien
tout est faux alors même que le geste
était très exactement celui qu'entend
pour suivre la science contemporaine
donc je ne suis pas en train de dire que
la science dit n'importe quoi évidemment
non la science est une construction
magnifique qu'il faut défendre qu'il
faut mettre en avant qu'il faut
promouvoir en particulier contre les
populismes auxquels aujourd'hui nous
faisons face mais il faut le faire avec
intelligence c'est-à-dire il ne faut pas
en refaire une religion qu'elle est
interdit de critiquer la science est
quelque chose d'instable qui a trait à
des valeurs délicates et je crois que il
est temps de commencer à intégrer cette
fragilité qui n'est pas une faiblesse
qui est au contraire une grande part de
l'élégance de la construction c'est quoi
la science
pourrait se dire que c'est le recours
aux mathématiques par exemple oui oui
bien sûr mais ça ne suffit pas
l'éthologie et la taxonomie par exemple
l'étude des comportements animaux ou
l'art des classifications n'utilisent
presque pas de mathématiques on pourrait
se dire que la science à la capacité de
prévoir oui c'est bien prévoir une
prédiction est toujours plus
impressionnante qu'une poste diction est
d'ailleurs suivant le récit des redotes
vous savez que Thalès c'est devenu le
savant célèbre que nous connaissons
parce qu'il fut capable avec beaucoup de
chance d'ailleurs de prédire une éclipse
mais je peux prédire la position de
l'aiguille de ma montre dans quelques
secondes sans rien entendre aux délicat
mouvement qui se trouve en son sein et
comme disait René Tom expliquait n'est
pas prévoir je pourrais dire que la
science et le rapport organique avec
l'expérience oui mais enfin ça exclurait
les mathématiques c'est un peu embêtant
pour une définition de la science et
puis ils ne peuvent pas faire comme si
l'expérience était une évidence vous
savez les faits ne sont des faits que
modulo encore plus interprétatif si je
n'ai pas un paradigme pour penser les
faits je ne peux pas observer les faits
si je vous dis par exemple qu'on la
chante deux fois de suite un stylo ici
j'aurais été la même expérience pour
inférer des lois c'est vrai pourquoi
c'est vrai parce que j'ai déjà décidé
que l'état mental dans lequel vous vous
trouvez n'avez aucune influence sur la
chute du stylo et pourquoi je peux le
faire parce que j'ai déjà un modèle du
monde et parce que je sais en effet
grâce à ce modèle du monde qu'il est
légitime de faire cette hypothèse mais
ce n'est pas une hypothèse en soi c'est
une hypothèse a posteriori qui
intervient compte tenu de vision d'une
vision globale de de
l'agencement on dirait des différentes
épistémées avec lesquelles je compose la
science on pourrait dire c'est la
rationalité c'est le gosse mais vous
savez le gosse avant d'être la raison ce
fut la parole et ce fut le langage et
c'est un très mauvais critère la
rationalité parce que chacun se
croirationnel
personne ne défend aucune posture au nom
de l'irrationalité même les supporters
de Trump se croirent rationnels c'est
dire donc c'est pas un critère
discriminant la rationalité c'est un
type particulier de rationalité qui nous
intéresse et qu'il faut effectivement
promouvoir mais qu'il faut considérer
avec subtilité moi je crois que la
science c'est une sorte d'articulation
subtil entre d'une part une liberté
extraordinaire presque démiurgique
presque artistique je crois que nous
créons des modèles il y a déjà une
infinité de modèles différents qui
conduisent au même équations vous savez
qu'au lieu de dire que la Lune attire la
terre je peux dire qu'un fantôme de la
Lune et de l'autre côté et repousse la
terre c'est la même théorie elle est
indiscernable de la première donc il y a
un choix esthétique qui me fait choisir
bien sûr la première version mais
au-delà de cet exemple caricatural il y
a toujours un grand nombre de modèles
qui sont à un instant donné en
concurrence les uns avec les autres qui
sont en compatibilité avec l'expérience
et c'est cette diversité assumée la
science parce que au fur et à mesure que
l'expérience permettra d'élaguer
quelques modèles d'autres réapparaîtront
on ne tend pas du tout vers l'unité le
nombre de théories concurrentes à un
instant donné de l'histoire de la pensée
ne va pas c'est un fait on diminuant et
je crois que
soit on se place dans le fantasme de
l'unique théorie ultime mais on ne l'a
pas et donc on ne dit rien et donc on
est ni liste soit au contraire on va de
l'avant on est à la fois enchanté et un
peu apeuré par le geste scientifique et
on fait face à cette consubstantialité
de modèles qui sont simultanément
pertinents quoi que parfois mutuellement
incompatible il est fréquent de dire on
n'a pas la vérité mais on son approche
j'aimerais le croire mais c'est pas si
simple parce que dès qu'on change de
paradigme dès qu'on change de
représentation globale du monde on est
infiniment loin de la représentation
précédente et de la représentation
suivante quand on passe de Newton à
Einstein on fait pas une petite
amélioration on change totalement la
grammaire et l’ontologie du réel donc
c'est très dur de dire on se rapproche
puisque à chaque pas on est infiniment
loin du pas différent
si on pense comme ça on est infiniment
loin de la vérité ce qui me semble
plutôt inquiétant et nihiliste donc il y
a ça en science mais en contrepoint de
ça il y a aussi une implacable
factualité qui s'impose à nous le monde
n'est pas une construction sociale ou en
tout cas n'est pas qu'une construction
sociale ça c'est certain et c'est très
beau parce qu'on est en position d'être
surpris moi je le vois par la déception
en fait j'aime la déception et on
construit un accélérateur de particules
le LHC qui demande 20 ans d'efforts qui
fonctionnent remarquablement bien qui a
trouvé et bravo à lui le chant de Higgs
mais enfin quand même on espérait aussi
voir des traces ou des empreintes de
nouvelles physiques on espérait voir
cette fameuse super symétrie qui est
esthétiquement convaincante
mathématiquement élégante et globalement
cohérente
et on ne la voit pas un peu comme si la
nature nous disait c'est beau mais c'est
faux
et je crois que ça c'est merveilleux on
ne peut pas décider entre nous de ce qui
est vrai on décide entre nous des
critères parfois mais de temps en temps
quelque chose s'impose et c'est cet
articulation qui me semble-t-il fonde la
grande élégance du geste
alors pour en revenir au Big Bang certes
il faut penser les origines donc le
temps mais il faut aussi penser les
distances donc l'espace c'est compliqué
de mesurer les distances en
astrophysique parce que on ne peut pas
dérouler son son maître d'arpenteur il
faut trouver un moyen de mesurer sans
excusez-moi j'enlève une couche toutes
les deux minutes mais là j'arrête parce
que après ça va être compliqué donc
pardon donc il faut trouver un moyen de
mesurer sans se déplacer et mesurer sans
se déplacer c'est un peu délicat alors
on a des méthodes par exemple la
parallaxe quand les télescopes pointe
avec un angle plus grand c'est que
l'étoile qu'il vise est plus près et on
trouve comme ça des étoiles jusqu'à
plusieurs années-lumière c'est énorme la
lune c'est une seconde lumière le soleil
c'est quelques minutes lumière donc voir
des étoiles à plusieurs années-lumière
ça montre déjà que cosmos est grand on
peut aller au delà on n'utilise par
exemple le fait que le flux décroît avec
la distance alors ça c'est un peu
compliqué parce que c'est dégénéré on
sait pas si un flux très fin ça veut
dire que l'étoile est très brillante
très lointaine ou moins brillante et
plus proche donc il faut casser cette
dégénérescence et pour se faire on
utilise des étoiles variable qu'on
appelle les céphaïdes grâce à la
variabilité on est à l’one on connaît
l'éclat absolu de l'étoile et en
comparant les classes absolues à l'éclat
mesuré sur le télescope on peut
effectivement déduire la distance et on
trouve des distances qui vont jusqu'au
million d'années-lumière c'est
absolument gigantesque mais on veut
aller encore au-delà donc il faut une
autre méthode c'est celle qui est
utilisée aujourd'hui en cosmologie et
qu'on nomme le décalage spectral ou red
shift décalage vers le rouge parce qu'en
effet dans un milieu en expansion la
vitesse d'éloignement est d'autant plus
grande que les corps sont séparés les
uns des autres et par conséquent si je
connais la vitesse je connais la
distance et je peux mesurer la vitesse
par effet Doppler c'est à dire grâce au
fait qu'une source qui émet des ondes
sera perçue par l'observateur comme
étant émettant des ondes de plus en plus
graves si elles sont politique ou de
plus en plus rouge si elles sont
lumineuses à mesure que la vitesse
augmente donc en évaluant ce décalage de
longueur d'onde j'en déduis la vitesse
et connaissant la vitesse j'en déduis la
distance et je trouve des distances
absolument considérables de plusieurs
milliards d'années-lumière le cosmos est
absolument gigantesque mais après je
vois plus rien ça s'arrête par là ça
s'arrête pas parce qu'il n'y a plus rien
derrière c'est pas parce qu'on a touché
le bout de l'univers c'est parce qu'on a
atteint une sorte d'horizon qui est
précisément prédit par le modèle du Big
Bang par le fait que l'âge de l'univers
est fini et que la vitesse de
propagation de la lumière est finie vous
voyez c'est un peu comme la vigie qui
est en haut du mât du voilier en rate de
Brest elle ne peut pas voir les bateaux
dans le port d'Alexandrie même avec une
longue vue infiniment puissante parce
que la terre est ronde il y a un effet
d'horizon qui ne dépend pas de nos
capacités instrumentales et c'est un peu
la même chose qui a effectivement lieu
en cosmologie
donc observationnellement tout concorde
mais ça suffit pas ça pour vraiment
disposer d'un modèle de l'univers pour
être crédible il faut aussi un corpus
théorique qui vient sous tendre cet
ensemble d'observations et ce corpus
c'est bien évidemment celui de la
théorie de la relativité
relativité restreinte d'abord première
construction de l'idée ou de l'image
d'un temps absolu en soi presque pour
soi tels que les pensées Kant et Newton
Einstein au contraire va présenter ou
proposer un espace-temps a postérieux je
dirais que la relativité restreinte est
doublement révolutionnaire d'abord dans
ce qu'elle est non bien sûr en ce
qu'elle dit du réel et ce sur quoi nous
allons revenir mais aussi de par ce sur
quoi elle se fondent parce qu'elle est
la première théorie de jauge de
l'histoire c'est à dire la première
posture scientifique à ce à s'asseoir
sur une symétrie c'est-à-dire sur une
invariance exactement chaque utilisera
pendant tout le XXème siècle la physique
des particules élémentaires mais en
cosmologie c'est plus simple parce que
ce ne sont pas des espaces abstraits
dont les vecteurs de base sont
l'électron et le neutrino ou le proton
et le neutron non non là c'est plus
évident que ça c'est l'espace usuel XYZ
que dit finalement Einstein que les lois
de la physique ne dépendent pas du lieu
symétrie par déplacement spatial
j'ajouterai évidemment
quand Newton énonce les Principia il ne
dit pas
f = m a à Cambridge non les lois sont
vraies partout dans l'univers parce que
ce sont des lois deuxième remarque
d'Einstein les lois ne dépendent pas du
temps évidemment les solutions dépendent
du temps nous sommes en train de
vieillir nous n'aurons plus jamais l'âge
que nous avons aujourd'hui mais les lois
qui régissent notre corps elles ne
vieillissent pas Newton ne dit pas F =ma
en langue grasse 1687 c'était vrai hier
ça sera vrai demain parce que ce sont
des lois donc finalement Einstein se
fonde presque exclusivement sur
le fait que les lois existent c'est à
dire sur l'intelligibilité
physicomathématique du réel et en
conséquence de ces postulats quasi
inévitables il est conduite à un certain
nombre de conclusions remarquables
d'abord l'existence d'une vitesse
absolue indépassable on peut bien
assimilé à celle de la lumière mais qui
constitue plutôt une sorte de constante
de structure de l'espace-temps c'est ça
qui est génial l'existence de cette
vitesse incassable ne dépend pas des
lois à l’œuvre dans notre monde mais du
simple fait que des lois existent quel
que soit ses lois ensuite la relativité
restreinte montre que je peux en un
certain sens échanger l'espace et le
temps c'est à dire que quand je me mets
en mouvement mon temps se dilate par
rapport au vôtre si nos montres étaient
parfaitement synchronisés au début de la
conférence elle ne le sont plus
maintenant ce qui signifie en clair et
cette fois d'une façon tout à fait non
métaphorique que les voyages dont le
futur sont bien possible nous pourrions
chacun d'entre nous être encore vivant
en l'an 10000 ou 100 000 sur la terre il
suffirait que nous puissions voyager à
une vitesse suffisamment rapide pendant
un temps suffisant il s'écoulera puisque
c'est le terme du jour vraiment vraiment
une année pour nous et vraiment son
bilan sur terre le temps est vraiment
relatif
et troisième conséquence notable de la
relativité restreinte e = MC carré
c'est-à-dire équivalent entre l'énergie
d'une part et la masse d'autre part et
ça c'est quand même formidable parce que
la masse est liée à l'être tandis que
l'énergie n'est qu'une propriété
secondaire donc la possibilité de
transformer l'un dans l'autre ce que ça
signifie c'est qu'il est possible de
faire émerger des objets des
constituants élémentaires de la physique
des particules fondamentales non pas à
partir d'autres particules ce qui serait
trivial mais à partir de propriété
d'autres particules et c'est bien ce
qu'on mette à l'oeuvre dans un
accélérateur de particules c'est le
mouvement des corpuscules incidents qui
est effectivement transformé en
existence réelle matérielles
éventuellement durable de nouvelles
particules on a transformé un attribut
si vous voulez en substance
mais aussi
étonnant soit-il c'est prémisse de la
théorie de la relativité restreinte ne
constituait certainement qu'un jeu de
prolégoman à la grande théorie
d'Einstein la relativité générale alors
la relativité générale va beaucoup plus
loin encore parce que ce qu'elles
montrent finalement c'est que l'espace
est dynamique c'est que l'espace se
distend et se distore eu égard à la
présence des corps ce que ça signifie
c'est que la matière dit à l'espace
comment se courber et en retour l'espace
dit à la matière comment je mouvoir
c'est un jeu subtil ce que montre
vraiment la grande théorie d'Einstein
c'est finalement que l'espace n'est plus
un pur contenant mais qu'il devient
lui-même un champ physique qu'il devient
éventuellement le sujet d'une activité
discursive il y a quelque chose à dire
sur l'espace redevient un objet en
évolution comme les autres objets de la
physique finalement bien avant la
physique des particules élémentaires
Einstein opère une unification radicale
puisque avant lui il y avait l'espace et
le temps le contenant d'un côté les
champs physiques et les interactions
d'un autre côté et finalement ce qu'on
comprend grâce à lui c'est que l'un des
l'autre sont la même chose que l'espace
n'est qu'un champ en évolution comme les
autres on peut également le dire ainsi
l'espace et le temps n'existe pas nous
habitons sur ou dans le champ
gravitationnel le champ gravitationnel
en tant que champ dynamique ont lieu et
place de l'espace-temps nous sommes des
vaguelettes sur un raz-de-marée un
raz-de-marée parce qu'il est difficile
d'arrêter l'espace-temps ou de courber
l'espace-temps parce que le facteur g
sur ces quatre qui intervient dans les
équations d'Einstein dans les équations
de champs de la relativité générale est
minuscule
et c'est pourquoi effectivement il a été
si dur de détecter par exemple ces ondes
gravitationnelles qui ont été récemment
au cœur de l'actualité en fait on les
avait déjà détectés il y a une
quarantaine d'années mais plus récemment
dans l'interféromètre livego on les a vu
à nouveau et on peut maintenant les
utiliser on est doué d'un nouveau sens
comme dirait tuberive on peut enfin voir
cosmos avec des yeux de géomètres et ce
que nous permet de comprendre du point
de vue du Big Bang qui nous intéresse
aujourd'hui la théorie de la relativité
générale c'est qu'en fait les galaxies
s'éloignent sans bouger ça semble
paradoxal mais ça ne l'est pas ce qu'on
observe quand on parle d'expansion de
l'univers ce n'est pas le mouvement des
galaxies c'est la dilatation de l'espace
lui-même ce qu'on observe c'est le
mouvement de l'espace pas le mouvement
des galaxies les galaxies quelque part
sont fixes dans un espace qui est
lui-même en dilatation et d'un seul coup
le modèle devient remarquablement
cohérent ils permettent aussi de
comprendre en détail ces différents
horizons qui dépendent bien sûr des
observateurs considérés
puisqu'il est question d'horizon et que
nous nous plaçons aujourd'hui sous
l'égide des poètes sombres permettez-moi
de référer à un instant à un autre
écrivain des profondeurs qui est aussi
un cinéaste bien sûr pierre Paolo passe
aux lignes qui
qui professait dans ses écrits corsaires
je paye un prix pour la vie que je mène
je suis comme quelqu'un qui va descendre
aux enfers mais quand je reviendrai si
je reviens j'aurais vu des choses
j'aurais vu tant d'autres choses
j'aurais vu plus loin que l'horizon
pas souligné d'ailleurs c'est justement
celui qui savait que les contradictions
qui le faisaient vivre sont aussi celles
qui le feraient mourir mais il a tenu
bon face au vilaini face au calomnies
face à toutes les petites bassesses il a
tenu bon parce qu'il savait que là était
la complexité du réel
bien le modèle est donc cohérent nous
avons les observations et nous avons la
théorie mais il me reste encore quelques
minutes pour vous montrer qu'un certain
nombre de paradoxes viennent grever ce
magnifique paradigme
le problème de la symétrie baryonique
globale le fait est que nous sommes là
et c'est déjà un problème c'est déjà un
problème parce que les lois de la
physique sont presque exactement
symétriques entre matières et
antimatière on attendrait donc que l'une
et l'autre se soit essentiellement
annihilé dans le cosmos primordial et
sonné manifestement pas le cas et
aujourd'hui on ne comprend pas en tous
les cas pas en détail comment faire
émerger un monde aussi asymétrique que
le nôtre c'est-à-dire dominé par la
matière alors même que les lois ne sont
extraordinairement peu asymétriques
premier paradoxe mais il y a pire je
pense au problème de la causalité
comment comprendre que des zones
cosmologiques distantes les unes des
autres qui semblent ne jamais avoir pu
interagir les unes avec les autres se
trouvent comme miraculeusement être à la
même température dans le même état
physique il faut amender le modèle
cosmologique et supposer que juste après
le Big Bang eu lieu une expansion
considérable exponentielle de la taille
de l'univers ce qu'on appelle un état ou
un une étape d'inflation
mais il y a pire je pense au trou noir
les trous noirs sont des objets qui font
maintenant partie du bestiaire de
l'astrophysicien ils sont là plus
personne ou presque n'en doute on les
voit on les a on voit leur conséquence
on commence à les étudier de façon très
précise mais ils ne sont pas sans poser
un certain nombre de problèmes comment
comprendre par exemple que la relativité
générale la théorie d'Einstein nous les
fasse sentir comme les objets les plus
simples de l'univers plus simple qu'une
particule élémentaire mais que
conjointement la thermodynamique la
science de la chaleur les définissent
comme les objets les plus complexes qui
existent c'est à dire recevant la plus
grande quantité d'informations il y a
ici une incompatibilité à laquelle
personne n'a aujourd'hui de réponse
parfaitement cohérente
mais il y a pire je pense à la matière
noire on sait que l'essentiel de la
masse de l'univers n'est non seulement
pas constitué d'étoiles mais c'est pire
que ça encore puisqu'elle n'est pas
constituée de particules élémentaires
qui ont été identifiés dans nos
accélérateurs c'est donc à la fois un
défi et un paradoxe de cosmologie et un
paradoxe de physique de l'infiniment
petit et actuellement la meilleure piste
que nous avions à savoir la super
symétrie que j'évoquais rapidement tout
à l'heure qui est très belle parce que
c'est une extension naturelle de de
symétrie de la physique des particules
parce qu'elle fait un lien entre les
forces et les corps parce qu'elles
permettent d'expliquer la faible valeur
de la masse du X parce qu'elle est
prédite par la théorie des cordes parce
qu'elle fournit un candidat pour la
matière noire
ne fonctionne pas au moins ne fonctionne
pas dans sa version la plus simple donc
nous n'avons pas de solution claire à ce
problème de la matière noire
mais il y a pire il y a le problème de
l'énergie noire c'est à dire du fait que
l'expansion de l'univers semble être
aujourd'hui en train d'accélérer alors
même que la gravité qui est la seule
force à l'oeuvre à grande échelle dans
le cosmos est une force de freinage qui
devrait plutôt induire une décélération
donc soyons bien clair parce que j'ai
noté souvent des confusions sur ce point
l'expansion de l'univers n'est pas un
paradoxe on est d'accord c'est une
prédiction de la théorie d'Einstein qui
est corroborée par l'expérience
historiquement c'est pas forcément dans
cet ordre là mais tout va bien du côté
de l'expansion ce qui est étrange c'est
pas l'expansion c'est l'accélération de
l'expansion ça c'est curieux avec une
gravité qui freine alors sans doute
faut-il tenir compte de ce qu'on nomme
la constante cosmologique qui est un
terme très naturellement présent dans
les équations de la relativité mais le
problème c'est que la valeur numérique
qu'il faut lui conférer pour expliquer
cette accélération est difficilement
compatible avec la physique quantique
mais il y a pire et c'est précisément le
problème qui nous intéresse aujourd'hui
le pire je dirais c'est le Big Bang
lui-même non pas le Big Bang compris
comme univers en expansion qui ne pose
aucun problème majeur mais le Big Bang
compris comme instant original peut-on
penser cet instant originel la réponse
est essentiellement non il faut être là
encore très prudent parce que le Big
Bang c'est une singularité c'est à dire
du point de vue mathématique un lieu ou
un temps si vous voulez ou toutes les
grandeurs signifiantes deviennent
impossibles en fait c'est le moment la
théorie ne marche plus on lit parfois
que c'est une pathologie de
l'espace-temps comme au coeur des trous
noirs mais moi je crois que
l'espace-temps il va très bien il est
pas malade il a pas besoin de docteur
l'espace-temps c'est pas c'est pas
l'espace-temps qui est pathologique
c'est la théorie que nous utilisons pour
le décrire et en effet la relativité
générale n'intègre pas les effets
quantiques donc il est extrêmement
probable que pour décrire adéquatement
le centre des trous noirs ou l'origine
de l'Univers il nous faille une théorie
plus profonde et
meilleure que celle d'Einstein mais nous
n'en disposons pas encore alors que
peut-on faire d'une question aussi
inévitable et dérangeante monsieur c'est
aussi inévitable et dérangeante que
celle-ci qui avait-il avant le big bang
tout le monde la pose tous mes étudiants
me la pose tous les enfants la pose
enfin les adultes cela pose aussi mais
n'osent pas la poser mais tout le monde
se la pose les physiciens aussi cela
pose qui avait-il avant le big bang et
on le sait la réponse de la relativité à
cette question est champ de questions la
question est mauvaise la relativité dit
la question n'a pas de sens et c'est
vrai du point de vue de la relativité
parce que du point de vue de la grande
théorie d'Einstein en fait le temps
émerge au Big Bang donc savoir ce qu'il
y avait avant est une contradiction dans
les termes puisqu'il n'y a pas de temps
avant le big bang et ce n'est pas
insensé comme réponse pensez à un
explorateur qui marche vers le nord il
peut atteindre le pôle Nord et quand il
a atteint le pôle Nord on lui demande et
qu'y a-t-il encore plus au nord mais ce
n'est pas qu'il ne parvient pas à y
aller ce n'est pas qu'il ne sait pas ce
qu'il y a c'est que le nord du Pôle Nord
n'existe pas de la même raison qu'en
cosmologiste standard l'avant Big Bang
n'existe pas
mais cette réponse claire provient d'une
théorie qui n'est vraisemblablement pas
en droit de répondre à la question
puisqu'elle n'est plus valable au moment
du Big Bang seule une théorie de gravité
quantique peut donner une réponse
cohérente et la gravité quantique c'est
très dur ça fait un siècle que les plus
grands esprits de la physique théorique
si essaye sans véritable succès pourquoi
il y a des raisons techniques que je
n'évoque pas aujourd'hui il est par
exemple à ce qu'on nomme la
renomalisation et il y a des raisons
plus conceptuelles parce que par exemple
en physique quantique le temps est usuel
c'est un paramètre extérieur alors qu'en
relativité le temps c'est de l'espace
c'est la même chose ils sont
indiscernables donc si la relativité
nous dit le temps et l'espace c'est la
même chose et que la mécanique quantique
nous dit le temps en l'espace ça n'a
rien à voir c'est mal parti pour les
unifier donc il faut travailler et
trouver des idées géniales et des idées
géniales on en a pas souvent alors la
première idée extraordinaire très
explorée que nous connaissons tous c'est
la théorie des cordes la théorie des
cordes c'est une belle proposition qui
est mathématiquement cohérente qui est
une théorie d'unification qui permet
effectivement de réinterpréter les
particules élémentaires et les
interactions fondamentales comme
différents modes de vibration d'une
unique classe de corde élémentaires un
peu comme la corde d'un instrument de
musique qui suivant la position des
doigts sur le manche pourrait générer
toutes les notes de la gamme chromatique
mais la théorie des cordes est lourde en
hypothèse elles ne fonctionnent que si
l'espace à 9 dimensions ce qui n'est pas
n'est ce pas en adéquation avec notre
expérience quotidienne X Y Z3 dimensions
il faut donc supposer que ces dimensions
supplémentaires si elles existent sont
invisibles dont sont très petites donc
son recourbés sur elle-même compactifié
dise les mathématiciens mais les
manières de compactifier les dimensions
sont tellement variées que ça peut
générer un nombre gigantesque presque
infini de loi physique émergente
et ça c'est la première image de ce que
on pourrait appeler un multivers donc
c'est un néologisme inventé pour
signifier une multitude d'univers parce
que la théorie de l'inflation que
j'évoquais tout à l'heure et qui
maintenant fait partie du modèle
standard du Big Bang qui n'est pas une
invention échevée qui est nécessaire
pour expliquer l'univers tel qu'on
l'observe en tous les cas dans les
modèles les plus simples cette théorie
de l'inflation quand on la regarde bien
craignent pas un univers bulle mais
vraisemblablement un grand nombre voire
une infinité d'univers bulle et la
théorie des cordes très spéculatives
soyons clairs non corroboré
expérimentalement mais si elle est
correcte pourrait emplir ou structurer
chacune de ces bulles avec des lois
physiques différentes on voit alors
émerger une sorte de structure
arborescente d'univers multiples qui
effectivement dépasse l'imagination si
ce n'est la raison alors ce n'est pas un
retour au vieux démon de
l'anthropocentrisme c'est plutôt une
nouvelle blessure narcissique puisque
après avoir été centré sur la terre sur
le soleil sur la galaxie sur le cosmos
notre vision globale devient peut-être
strictement à son trick c'est notre
univers lui-même qui se trouve
réinterprété comme un petit îlot
dérisoire et contingent dans un vaste
multivert faut-il en avoir peur je crois
pas quelques mauvaises épistémologues y
voit une sorte de délire postmodern ça
m'amuse beaucoup c'était un postm qui
fait peur alors qu'en fait ça réfère à
certains des plus grands intellectuels
du 20e siècle des plus subtils des plus
pointilleux et des plus rationnels mais
peu importe combien même on voudrait
référer péjorativement à cette mouvance
qui est le droit de tout un chacun c'est
l'inverse de ça le multivers c'est pas
quelque chose qu'on ajoute parce qu'on
aime la diversité ou parce qu'on
souhaite faire émerger des mondes
multiples c'est une conséquence
mathématique de certains des modèles
qu'on utilise on n'a pas le choix c'est
une question de cohérence si on utilise
ces modèles il faut regarder les univers
qu'il génère parce que ça change les
prédictions ce n'est pas point de vue
métaphysique quoi que métaphysique dans
ma bouche et tout chauffe un dénigrement
mais ce n'est pas ça c'est de la science
pure c'est de la science usuelle et
c'était stable pourquoi c'était stable
parce que le multivers comme je viens de
le dire c'est pas une théorie c'est une
conséquence de théorie et les théories
qui le prévoient elles je peux au moins
embrasser les tester ici et si je l'ai
falsifie si je les infirme toutes leurs
conséquences s'évanouissent y compris se
multipar et du point de vue du Big Bang
qui nous intéresse aujourd'hui c'est
assez vertigineux parce que finalement
la question de l'origine est en quelque
chose repoussée dans le passé mais dans
le cadre de l'inflation elle n'est pas
repoussée infiniment loin c'est ça qui
est très étrange on peut montrer qu'il
existe encore une singularité peut-être
pas dans notre propre bulle d'univers
mais il existe à temps fini ou
singularité l'espace n'est pas
géodétiquement complet vers le passé
donc le problème est déporté il n'est
peut-être pas tout à fait résolu mais en
tout cas dans le cadre de la théorie des
cordes et pas de l'inflation parce que
là je les conjoint mais ce sont deux
propositions différentes bien sûr la
singularité disparaît c'est tout le jeu
d'une théorie de gravité quantique que
de s'affranchir de ces pathologies et
c'est évidemment la moindre des choses
qu'on peut leur demander alors ce
multivert on des chances complètement
différentes on le voit aussi émerger par
exemple en physique quantique dans
certaines interprétations quand un
système quantique interagit avec un
système classique on pourrait avoir en
branchement en univers parallèle et là
encore j'ai d'ailleurs montré récemment
dans un petit article que contrairement
à ce qui a longtemps été cru on peut
mettre à l'épreuve ce genre d'idées
c'est très difficile je sais pas le
faire concrètement mais au moins en
principe on peut les mettre à l'épreuve
et en relativité générale on a un
multivers je dirais consensuel si
l'espace est infini ou au moins très
grand on a un grand nombre de volumes de
Hubble c'est à dire d'univers observable
et ça déjà ça change notre manière de
faire des prédictions
dernier exemple corrélé à notre
problématique du jour celle du Big Bang
la gravité quantique à boucle c'est une
théorie concurrente de la théorie des
cordes qui permet de tenter de concilier
d'une part la physique d'Einstein avec
d'autres parts la physique de bord
Schrödinger poli Heisenberg planque de
Breuil elle le fait en réécrivant la
relativité générale d'une manière proche
des théories de physique des particules
ce qu'on appelle les théories de jauge
et dans ce cadre là il est possible de
mettre en place une procédure de
quantification guide canonique la
théorie résultante fait émerger une
sorte de structure granulaire de
l'espace-temps nous aurions des petits
atomes d'espace-temps un peu comme nous
savons qu'il y a des atomes dans la
matière et quand on applique cette
théorie à l'univers lui-même le résultat
est remarquable bien sûr là encore le
Big Bang disparaît par quoi le big bang
en tant qu'instant originel bien sûr pas
en tant qu'expansion de l'univers ça
pour moi c'est un acquis et donc ce Big
Bang originel qui disparaît par quoi
est-il remplacer par un big bounce
c'est-à-dire par un grand rebond dans
cette approche il y aurait eu une phase
de contraction qui aurait précédé
l'actuel phase d'expansion de l'univers
et tout notre travail pour les gens
comme moi qui travaillent sur ce modèle
qui s'intéresse à ce modèle c'est
précisément aujourd'hui de tenter de
chercher des signes ou des traces
observationnelles parce qu'il faut
mettre à l'épreuve les théories
naturellement de cette phase
éventuellement avant le rebond qui
tiendrait lieu le rebond lui-même qui
tiendrait le lieu de Big Bang et qui
signifierait que le temps n'aurait plu
cette fois de commencement mais qu'il y
aurait de l'espace depuis toujours sous
une forme éventuellement cyclique ou
éventuellement présentant un seul et
unique rebond
alors vous le voyez la question de
l'origine est loin bien évidemment
d'être fermée mais je suis ravi de voir
qu'elle est entrée dans le dans le champ
de la science dure de la science
relativement sous contrôle et j'espère
tu es stable dans les années où les
décennies à venir alors puisque j'ai
commencé cette petite promenade avec un
peu être maudit laissez-moi la terminer
avec un autre mon préféré Jean Genet qui
qui s'écriait depuis les murs de sa
prison de Fresnes
cette merveilleuse est sombre éclosion
de fines fleurs je ne l'a pris que par
fragment l'âme était livrée par un
morceau de journal l'autre néglige
jamais cité par mon avocat un autre
encore dit presque chanter par les
détenus leur chant devenez fantastique
et funèbre un des profs autant que les
complaintes qu'il chantent le soir que
la voix qui traverse les cellules et me
parvient troubler désespéré altéré à la
fin des phrases elle se cassent et cette
fêlure la rend si suave qu'elle semble
soutenue par la musique des anges merci
[Applaudissements]
[Musique]
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