• AgoraVox sur Twitter
  • RSS
  • Agoravox TV
  • Agoravox Mobile

Accueil du site > Tribune Libre > D’Einstein à Hawking, la cosmologie a échoué dans la compréhension du (...)

D’Einstein à Hawking, la cosmologie a échoué dans la compréhension du Temps et de l’Univers

JPEG

 

1. Situation de la cosmologie

 

Dans son dernier livre écrit avec la participation de Leonard Mlodinow, Stephen Hawking fait le point sur la connaissance scientifique de l’univers, non sans lancer une pique aux philosophes naguère habilités à questionner le monde : « La philosophie est morte, faute d’avoir réussi à suivre les développements de la science moderne, en particulier de la physique » (Hawking, Y a-t-il un grand architecte dans l’Univers ? Odile Jacob, 2011). Ne voyons aucune malveillance dans ce propos dont l’intention serait plutôt de réveiller les philosophes. Hélas, si la science est à l’image d’un TGV fonçant sans conducteur, la philosophie est un immense navire qui fait des ronds dans l’océan depuis des lustres. Qui sonnera le tocsin pour annoncer le décès de la philosophie, ou alors se réveillera en déterrant la hache d’Heidegger pour livrer une partie métaphysique avec la cosmologie ?

 

L’intérêt de la science moderne envers une théorie de « l’univers et son histoire » est récent. A peine un siècle. L’histoire du vivant n’est pas très ancienne, quelque deux siècles si l’on remonte à Lamarck. En réalité, l’intérêt de l’homme pour le cosmos remonte à plusieurs millénaires. Les premiers sages ont inventé des mythes cosmogoniques. La théologie chrétienne a elle aussi façonné une histoire de la création en la considérant comme définitive. Newton a établi une mécanique céleste qui ne permet pas d’étudier l’histoire de l’univers et qui d’ailleurs ne s’en occupe pas. Ce n’est qu’à partir de 1917, lorsque fut publiée la relativité générale dans sa version complète, que l’étude de l’évolution du cosmos a été possible. Depuis cette date, la cosmologie ne se résume plus à un ensemble de corps célestes dont le mouvement est réglé par des forces obéissant aux règles de la gravitation newtonienne. Avec la relativité générale, l’univers est un objet complexe comprenant un pôle contenu et masse (impulsion et énergie) représenté par le tenseur T, et un pôle espace-temps représenté par les tenseurs géométrique et de courbure. L’espace-temps a non seulement une structure mais il peut avoir aussi une histoire, configurée comme une expansion de l’univers, non sans exclure la possibilité future d’une contraction. La théorie du big bang assigne à l’univers une origine dont la formulation mathématique est une singularité. Cela ne signifie pas qu’on puisse assigner une origine à l’univers mais qu’il existe une rupture, une frontière. Au-delà de cette limite, votre ticket n’est plus valable et ce sur ticket sont inscrites les lois gouvernant notre univers et du reste établies en observant cet univers dans lequel nous sommes plongés (ou même prolongés). Cette idée de prolongation nous ramènerait vers Augustin qui, dans le livre XI des Confessions, explique le temps en évoquant une distension de l’existence qui est « tirée » vers les choses qui s’écoulent dans le temps. 

 

L’étude de « l’univers et son histoire » fut marquée par d’interminables controverses pendant la première phase des réflexions cosmologiques, de 1917 aux années 1970. Deux conceptions ont émergé, celle d’un univers avec une origine et celle d’un univers stationnaire. Les mesures astrophysiques ont offert aux physiciens des arguments en faveur d’une expansion, ce qui permet en remontant le temps d’assigner une naissance à l’univers. Néanmoins, le problème de la relativité générale est qu’elle ne décrit pas la matière d’un point de vue quantique. Or, si l’univers possède une histoire, celle-ci doit être double, incluant une histoire dans laquelle jouent de concert l’espace-temps et la matière. Cela impose d’utiliser deux théories, la cosmologie relativiste et la mécanique quantique. Les théoriciens se sont aventurés dans l’élaboration d’une théorie de la gravitation quantique, ou d’une théorie du Tout, parfois désignée comme théorie-M. Mais c’est avec les travaux de Hawking sur le trou noir que la jonction entre monde quantique et gravité a produit des résultats intéressants. Le trou noir a une aire, une entropie, il a une histoire, il s’évapore, et l’information semble se perdre. Ce dernier point a du reste été infirmé par les travaux utilisant le principe holographique et la dualité jauge/gravité. Depuis, d’autres controverses ont émergé, comme celle du « mur de feu ».

 

Ces résultats obtenus par les manipulations de formules doivent être considérés avec prudence. La disparition de l’information est écrite en combinant deux descriptions purement théoriques. Rien ne dit qu’une réalité physique puisse correspondre à ces formules. Néanmoins, l’histoire a montré que certaines formules obtenues par combinaison de théories ont abouti à des résultats étranges qui par la suite se sont révélés observables. On pense à l’équation relativiste de l’électron établie par Dirac et faisant apparaître des solutions à énergie négatives qui se sont révélés correspondre aux positrons détectés dans les collisionneurs à haute énergie.

 

2. L’histoire de l’univers et la compréhension du Temps

 

Einstein avait énoncé un principe bien utile pour comprendre la science : c’est la théorie qui décide de ce qui est observable. Une extension de ce postulat conduit à énoncer que : c’est la théorie qui décide de ce qu’il est possible de comprendre, ce qui est intelligible mais pas forcément exact, ni vrai, ni réel. L’intellection des choses à partir de théories complexes et suffisamment riche relève de la science des interprétations. Quelques physiciens de renom se sont essayés à cet exercice dont les méthodes ne sont pas codifiées, pas plus que dans l’herméneutique pratiquée en méditant les textes sacrés. Ce qui est codifié en revanche, ce sont les règles mathématiques qui permettent de construire modèles et théories. De la même manière que les textes sacrés sont construits avec certaines règles non écrites mais utilisée, notamment les similitudes et analogies pour développer tropes et autres allégories.

 

Revenons à notre univers. Le passé de l’univers, qui bien évidemment ne peut pas être expérimenté, dépend de la théorie utilisée. Hawking l’a parfaitement explicité dans son dernier livre. Un univers décrit par les lois de Newton n’a qu’un passé. Il évolue selon des lois déterministes. Laplace sautera sur l’occasion pour formuler la thèse déterministe du futur de l’univers déjà inscrit que l’on pourrait connaître sous réserve que l’on dispose d’une connaissance parfaite des conditions initiales. Avec la relativité générale, la question se complique. Il n’y a pas une seule histoire ni même un seul univers si l’on admet qu’un trou noir représente quelque chose en dehors de notre univers. La relativité générale offre un cadre. L’univers qui en sort dépend des choix effectués pour trouver une solution à ces équations qui laissent une marge de manœuvre assez élargie. Mais c’est la mécanique quantique qui vient troubler le jeu. Cette théorie physique ne permet pas de construire un seul passé ni un seul futur pour l’univers. Le caractère indéterministe de la réalité quantique impose de concevoir un spectre d’histoires passées et futures.

 

Le verdict est sans appel. La science est parvenue à l’ère de la fin des certitudes pour reprendre le titre d’un ouvrage de Prigogine. S’il est impossible de lire le passé ou le futur de l’univers, ce n’est pas à cause de l’incapacité des scientifiques mais de la nature de la matière telle qu’elle se dessine avec les modèles quantiques. Pour le dire autrement, dans le monde quantique, les choses ne sont pas décidées à l’avance. Dans le monde quantique, tout se décide pour se « phénoménaliser » au présent. Et nous ne pouvons pas savoir ce qui sera décidé. Nous voilà revenus à la case départ. La nature se plaît à rester voilée nous enseigna Héraclite il y a 2500 ans. La nature quantique défie les physiciens du 21ème siècle. Même Hawking est resté piégé par ce monde étrange, ne pouvant s’empêcher de raisonner en termes de trajectoire alors que cette notion n’a plus court dans le monde des particules, comme l’a bien vu Prigogine dont le livre testament a réglé cette question en abandonnant les notions classiques de trajectoire héritées de Newton. La dynamique quantique est une physique des communications, des informations. En vérité, on peut penser que Hawking n’était pas dupe mais a glissé quelques approximations sémantiques pour se mettre à la portée du grand public. Est-ce le cas aussi pour ses considérations sur le champ, concept majeur de la physique contemporaine certes, mais qui est mal compris. Il n’est pas du tout certain qu’un champ décrire une disposition de forces, visibles ou invisibles. Dire que les forces sont transmises par les champs mérite une explication. Les forces ne sont pas dans les champs mais dans les particules qui elles, génèrent des forces en réaction aux informations reçues du champ.

 

Comprendre l’espace, comprendre le temps. Ces deux défis hantent la physique contemporaine, après avoir étonné la longue série des philosophes. Le Temps mais aussi l’Espace ont-ils échappé à la compréhension des scientifiques ? Des centaines d’ouvrages savants auraient-ils raté la cible ? Trois théories permettent d’étudier le temps. Ce sont les deux relativités auxquelles s’ajoute la thermodynamique élargie à la physique statistique. La mécanique quantique utilise aussi le temps mais elle recèle un problème concernant la description des particules. Il faut utiliser autant d’espaces de configuration qu’il y a de particules. Le temps intervient cependant dans l’évolution de la fonction d’onde qui est unitaire (conservation de l’information). Sans qu’il n’y ait une flèche du temps, pas plus qu’elle ne se dessine dans la relativité restreinte. Tout au plus soupçonnera-t-on une origine ou une fin du temps en étudiant les singularités déduites des équations de la relativité générale. La thermodynamique décrit la flèche du temps mais elle ne l’explique pas, contrairement à ce qu’a énoncé Prigogine, l’un ses savants les plus remarquables sur cette question. Dans son dernier livre, Hawking imagine une théorie-M achevée et capable d’expliquer l’univers. Mais ce n’est qu’un acte de foi. Les explications du Temps par Carlo Rovelli ou Lee Smolin ne sont pas convaincantes. Le Temps reste une grande énigme pour la science, voire un mystère.

 

Revenons maintenant à la case départ indiquant les règles du jeu. La théorie décide de ce qui est intelligible dans le réel qu’elle explicite ou réfléchit. L’incompréhension du Temps par la science nous place face à une alternative. Ou bien les théories n’ont pas été interprétées jusqu’aux dernière extrémités, ou bien elles sont incomplètes, ce qui suppose de sortir de la physique pour aller vers la métaphysique afin de compléter les descriptions de la physique. Avec deux possibilités, les formulations mathématiques et les concepts philosophiques. Peut-être le Temps nous échappera-t-il, son origine relevant alors du Mystère. Mais d’un autre côté, une compréhension plus profonde du Temps nous est accessible. La philosophie a encore une partie à jouer, avec la science.

 

Un défi. La philosophie avec les scientifiques ou contre les scientifiques ? Ce n’est pas le philosophe qui en décide et si jamais il devait philosopher contre tous, il le ferait sans complexe ! 

 

quelques idées nouvelles sur le temps

 

https://iste-editions.fr/products/linformation-et-la-scene-du-monde

 

https://iste-editions.fr/products/temps-emergences-et-communications

 

http://www.iste.co.uk/book.php?id=1332

 


Moyenne des avis sur cet article :  2.55/5   (11 votes)




Réagissez à l'article

11 réactions à cet article    


  • alienor88 29 mars 00:56

    Allons , rendez donc un hommage a Hawking ,au moins pour sa capacité a vulgariser la science et surtout pour avoir eu la capacité a nous faire lever les yeux au ciel.


    Vous , vous nous faites plutot courber l’echine ou baisser les yeux sur des ouvrages qui ne sont pas a portée de tous .

    Quel intérêt ? Cela fait-il progresser les sciences ?

    Je ne le crois pas .Mais Hawking a eu ce merite , il m’a fait rever , il m’a ouvert des portes que je pensais fermées et en plus son humour rend grâce a son génie .

    Lisez donc le livre de son disciple et pourquoi pas inspirez vous en  ; car avec christophe Galfard , l’univers est vraiment a portée de main, et ce livre n’a rien de rébarbatif 

    • Bernard Dugué Bernard Dugué 29 mars 08:19

      @alienor88 Avant de conclure que mes livres ne sont pas à la portée de tous, il faudrait au moins les lire. Pour le reste, il y a des rêveurs et il y a des gens qui aspirent à la connaissance, les deux ne sont pas incompatibles ni opposés dans leur démarche. 


    • laertes laertes 29 mars 12:35

      @Bernard Dugué : Votre désir de connaissance est très noble mais je dois vous avouer que si j’ai lu votre article , je savais à l’avance que vous étiez sur une fausse piste... Et cela à cause du titre : « ....... la cosmologie a échoué dans la COMPREHENSION (c’est moi qui souligne) du temps et de l’univers ».
      Je ne peux que répondre par une citation d’Einstein : “Quiconque prétend s’ériger en juge de la vérité et du savoir s’expose à périr sous les éclats de rire des dieux puisque nous ignorons comment sont réellement les choses et que nous n’en connaissons que la représentation que nous en faisons.”
      Je concluerai en disant qu’il est inévitable que l’humain ne puisse comprendre véritablement les concept de temps et d’univers. Quiconque prétend le contraire ne peut qu’être un bouffon !


    • Taverne Taverne 29 mars 09:20

      La philosophie est morte parce qu’elle ne sait pas faire des équations ? Ce n’est là qu’une opinion. « Dieu est mort » avait dit un grand homme au XIXème siècle et voyez où on en est aujourd’hui : il est omniprésent !


      • Maitre Ratatouille Ratatouille 29 mars 10:59

        A propos du temps
        Les médiums et une part de la population qui expérimentent ,un seul rêve prémonitoire savent définitivement que la flèche du temps n’est pas la seul possibilité d’observer se mystère.
        Je connait demain et dans dix ans des événements qui me concerneront,pourquoi ??? .(j’ai une idée, mais bon) 
        au fait le temps ce n’est pas de l"argent ,les rondelles de temps sont plus ou moins cher suivant l’endroit ou vous travaillez sur cette planète ,un autre mystère.


        • Jean Keim Jean Keim 29 mars 13:39

          Certaines sources prétendent que le temps et l’espace sont une illusion, si cette éventualité est recevable, faut-il réellement chercher à connaître leur nature, ne serait-il pas plus judicieux de chercher la cause de l’illusion et la nature de la cause, une piste à suivre serait d’envisager que le cerveau étant un produit du temps, ce qu’il produit est lié au temps.


          • urigan 29 mars 16:05

            Il y a d’autres modèles cosmologiques, mais leurs défenseurs (qui dérangent l’ordre établi) sont ostracisés par la bien bienpensance.


            • kalagan75 30 mars 09:10

              Enfin un article bien écrit !


              Les évolutions théoriques scientifiques ont été telles au cours des siècles précédents, que la philosophie s’est substituée aux religions et autres croyances pour tenter d’expliquer les phénomènes augurés par les progrès des mathématiques . Seuls les progrès des mathématiques (limités par l’esprit humain) pourront amener à rendre plausible telle ou telle théorie.

              • Ruut Ruut 30 mars 16:25

                Le temps est l’erreur actuelle dans toutes les équations cosmologiques.


                • NAMASTE 31 mars 18:22

                  @ Bernars Dugué


                  Article brillant. 
                  A lire et relire

                  (Et, comme le dit kalagan 75 : bien écrit ! )

                  • serge jelalian 22 juin 17:56

                    Je suis passionné de cosmologie depuis mon adolescence mais hélas je n’ai pas pu faire des études dans ce domaine. Mais je continuais de m’informer jusqu’au jour ou j’ai publié un livre chez l’Harmattan en février dernier intitulé L’Information au coeur de l’Univers, dont voici une partie de l’extrait concernant la naissance de l’Univers et du Temps :

                    L’univers serait né de l’interaction entre deux entités immatérielles, l’Information et l’Energie, et la Matière serait une émergence de cette interaction au sens où on l’entend dans les sciences de la complexité. Or, tout système à naître a besoin d’un terrain (et d’un terreau) pour se développer et évoluer. Dans le cas de notre univers, c’est le temps qui assure cette fonction. Autrement dit, avant le Big Bang, dans ce point dit « mathématique », Information et Energie interagissaient dans un « espace » à une dimension : le temps. Une zone où tout a lieu en même temps, tout le temps, en un rien de temps, ce qui – vous en conviendrez – est une description approximative de l’éternité.

                    Ce qui arrive après le Big Bang est que le temps va se dilater et former (de) l’espace pour faire place à la matière qui va émerger, d’où la notion cosmologique de l’espace-temps. Mais en fait, notre espace c’est le temps qui se déploie, qui « gonfle », d’où la notion de la flèche du temps. Saint Augustin disait :

                    L’univers ne s’est pas fait dans le temps, mais avec le temps[1].

                    Le temps n’existe pas sans un changement qui s’opère par le mouvement.

                    L’univers serait plutôt une « onde temporelle ». On a bien différentes sortes d’onde : sonore, lumineuse, liquide, sismique, électromagnétique, focale (feu)/ignique. Pourquoi pas l’onde temporelle ? L’Univers serait meme un vortex temporel car il serait doté de rotation. Tempus fugit (et rotavit). Bien évidemment, cela reste à confirmer scientifiquement par une modélisation adéquate.

                    [1] Propos à méditer longuement, surtout si on intervertit les deux prépositions dans et avec. Pour ma part, l’univers s’est fait dans et avec le temps, reliance morinienne oblige.


Ajouter une réaction

Pour réagir, identifiez-vous avec votre login / mot de passe, en haut à droite de cette page

Si vous n'avez pas de login / mot de passe, vous devez vous inscrire ici.


FAIRE UN DON






Les thématiques de l'article


Palmarès