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4 août 2022 4 04 /08 /août /2022 16:33

Le 5 Août

Ci-jointe, l'édition du chapitre 4 correspondant à sa première partie. La suivante sera publiée le 12 Août.

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Au sein d’une éternité, parmi tous les possibles, …

         L’énoncé directeur et rituel qui rend compte au plus près de la conviction profonde qui m’habite pour aller de l’avant dans la conquête de connaissances, je la formule ainsi : « Au sein d’une éternité, parmi tous les possibles, Anthrôpos ne cesse de creuser sa connaissance de l’Univers… » Ce sont tous les possibles en perspective qui ne cessent d’attiser ma curiosité. En ce qui concerne notre connaissance actuelle de notre univers, celle-ci n’est ni négligeable, ni finale, loin de là. A ce propos ce qui ne cesse pas de m’animer c’est de suivre et comprendre les différents cheminements de la pensée, reconnus au sein de la communauté scientifique, qui à tâtons aboutissent à un carrefour où se présentent plusieurs voies possibles du développement de la connaissance. Quelle sera celle qui en particulier conduira à la consolidation d’un savoir déjà acquis et suscitera la projection de ponts nouveaux vers des nouveaux questionnements inédits ? Nous sommes probablement à l’aube d’une situation de cette nature.

         L’histoire la plus contemporaine et standard de l’avènement de notre univers fait intervenir un temps zéro, ‘top départ’, d’un formidable Big Bang à l’origine de l’engendrement de notre univers qui se déploie depuis 13 milliards 800 millions d’années. Ce formidable Big Bang ce serait produit à partir d’un état primordial de vide absolu qui ne peut être situé dans l’espace ; d’un point de vue cosmologique il est par principe insituable puisque tous les lieux de l’espace se valent. Ce scénario a pris corps dans les années 1970, grâce à l’obtention en 1964, du fait d’un grand hasard, d’une première image de l’univers en expansion, située 380 000 ans après le Big Bang. Cette image a pu être décryptée comme telle parce qu’un scénario plus ou moins semblable avait été globalement, préalablement, théoriquement pensé durant les années 1950 par des physiciens qui avaient pour leader Georges Gamow (1904-1968).

Rapidement, le scénario du Big Bang a été étayé grâce à un grand nombre d’observations scientifiques et conforté par des justifications théoriques fournies essentiellement grâce aux équations de la Relativité Générale. Pour concevoir un modèle standard de la cosmologie, sans discontinuité historique du déploiement de notre univers à partir du temps zéro, les physiciens ont été amenés à concevoir des hypothèses qui, en l’état de nos connaissances actuelles, sont encore légitimes pour assurer une continuité temporelle qui soit cohérente. C’est la période primordiale : du temps zéro[1] jusqu’à de l’ordre du premier milliard d’années après le Big-Bang, qui fait l’objet de ces extrapolations théoriques qui prennent appuis sur des considérations puisées, entre autres, au sein du corpus de la mécanique quantique et de la physique nucléaire.

Aujourd’hui, la conviction scientifique dominante est de considérer que nous avons effacé le risque de concevoir une cosmogonie de plus, conception inhérente à l’histoire du développement de la curiosité humaine pour ce qui est des ‘Cieux’. La cosmologie est dorénavant considérée comme une science à part entière et le flux d’échanges d’informations et d’hypothèses est très intense au sein de la communauté des cosmologues et des astrophysiciens. La quantité d’instruments d’observations et de mesures sur notre planète et dans l’espace nous indique la mesure de l’engouement de l’humanité pour savoir et encore découvrir de ce que notre Univers serait constitué et mieux appréhender ses dimensions spatiale et temporelle.

Le dernier télescope spatial expédié dans le ciel le 25 décembre 2021, le ‘James Webb Space telescope’ (JWST), représentant un investissement de l’ordre de 10 milliards de dollars, donne une appréciation du désir, et de la nécessité existentielle, de toujours savoir de la part de l’être humain, ce qu’il y a dans l’au-delà de l’espace-temps déjà saisi par l’observation et/ou intellectuellement investi sur un plan purement théorique. J’éprouve souvent l’envie d’établir un lien entre ce désir de savoir et ce que nous pouvons observer chez un bébé commençant à se déplacer en rampant sur le ventre ou à quatre pattes qui a l’énergie de la curiosité d’aller prospecter cet endroit qu’il n’a pas encore eu l’occasion d’aller voir par lui-même et l’enthousiasme exprimé par les astrophysiciens quand il y a la découverte d’un au-delà dans une partie de l’espace-temps de l’univers jamais encore observée, ce qui souvent provoque une jubilation générale.

         Depuis les années 1980, jusqu’à nos jours, les physiciens, les astrophysiciens, les cosmologues, les astronomes, disposent, pour leur investissement intellectuel spécialisé dans leurs différents domaines, d’un référentiel Univers : commun et globalement crédible pour enrichir et perfectionner, grâce à leurs contributions collectives, ce que l’on désigne : le Modèle Standard de la Cosmologie. Cette situation confortable a perduré tout au long d’une période pendant laquelle les observations et les enrichissements théoriques concomitants ont renforcé l’idée que nous avions élaboré une représentation cohérente de notre Univers auquel nous pouvions attribuer le statut d’un modèle standard.

Le processus de consolidation de la conception standard de l’univers a été obtenu au prix de l’enjambement d’incertitudes, accumulées et laissées en suspens, du fait de l’impossibilité d’établir une concordance entre des composants hypothétiques de notre univers avec des observations certifiantes. Il en est ainsi en ce qui concerne l’hypothèse de l’existence de matière noire à laquelle s’ajoute l’hypothèse de l’énergie sombre. Toujours est-il que cela représente 95% de ce qui composerait notre univers.  De plus il ne faut pas oublier que la thèse du Big Bang est toujours conjecturée. Jusqu’à présent nous n’avons toujours pas observé la moindre trace qui validerait cette hypothèse.

En quelques phrases j’ai pointé les failles qui font que notre connaissance de l’univers est fragile, mais le fait que l’être humain évolue au sein d’un univers n’a pas de raison d’être remis en cause. L’existence de l’univers étant assumée, sur la base de cette certitude, la pensée des scientifiques, s’est enrichie, s’est diversifiée jusqu’aux confins de nos diverses capacités actuelles d’auscultations concrètes et abstraites. Dans cette diversité, un questionnement axé sur le pourquoi et le comment une humanité pensante a pu émerger au sein d’un univers à l’origine purement matériel a pris une ampleur quasiment immédiate. Anthropos ne cesse de creuser… en conséquence la question existentielle envahissante s’est rapidement imposée : « Pourquoi l’univers physique, matériel, dont nous avons accès à l’observation, la compréhension, est-il compatible avec notre existence, en tant qu’êtres vivants et percevants ? »

Etant données les valeurs des grandeurs physiques fondamentales, invariantes, que nous déclarons universelles, recensées au sein de l’univers et qui sont indépendantes les unes des autres en un nombre limité (de l’ordre de 26), quel est ce hasard et ces circonstances qui ont permis l’émergence de la vie humaine ? Question taraudante, celle correspondant au chapitre du grand livre du questionnement scientifique avec l’intitulé : « Pourquoi un tel Ajustement Parfait de l’Univers (Fine-Tuning Universe) : « Pourquoi l’univers semble avoir les paramètres adaptés pour accueillir la vie intelligente ? » Je cite Stephen Hawking (1942-2018) : « Les lois de la science, tels que nous les connaissons à présent (sic), contiennent plusieurs nombres fondamentaux, comme celui de la charge électrique de l’électron et du rapport des masses du proton et de l’électron… le fait remarquable est que les valeurs de ces nombres semblent avoir été très finement ajustées pour rendre possible le développement de la vie. » 

Dans un premier temps, ces dernières décennies, les physiciens ont constaté, en fonction des certitudes scientifiques acquises, que si les valeurs de certains paramètres physiques étaient légèrement modifiées, voire très légèrement, cela aurait empêché la formation des composants nécessaires à l’émergence de la vie dans l’univers. La modification de la masse des particules élémentaires et/ou des constantes de couplage des forces fondamentales n’auraient pas favorisé la formation des planètes, des étoiles, des galaxies. Or, étant donné que nous sommes en premier lieu des êtres de la nature, ce qui veut dire que nous sommes le fruit d’un assemblage des poussières d’étoiles, des explosions des supernovas, etc.… et que cet assemblage est ordonné, entre autres, par exemple, grâce à la constante de couplage de l’interaction électromagnétique qui détermine la force du lien entre l’électron et le proton de l’atome d’hydrogène, atome premier du tableau de Mendeleïev (contenant actuellement 120 éléments), a pour valeur, sans unité :  1/137. Pourquoi cette valeur, d’où vient-elle ?

         A ce stade d’une démarche scientifique qui semble si rigoureuse, si pure, devoir faire appel à une sorte d’action divine, au dessein intelligent, pour rendre compte de l’existence de ces valeurs si particulières au sein de notre univers est difficilement acceptable. Il n’est pas souhaitable de s’en remettre au divin pour expliquer pourquoi les conditions physiques de l’émergence de l’univers et de son déploiement semblent avoir été taillées avec une finalité qui aurait été en faveur de l’émergence de l’existence humaine. Pour s’approcher de la réponse, s’il y en a une, il faut donc continuer à suivre une démarche scientifique. 

         Une de ces démarches scientifiques, qui peut être considérée à mes yeux comme probante, a été entreprise par S. Weinberg (1933-2021) qui a été le premier à affirmer en 1997 que l’existence du multivers était de l’ordre du probable : « On pouvait dire que si on avait une théorie fondamentale qui prédisait un grand nombre de Big Bang individuels avec des valeurs variables de l’énergie noire et une distribution de probabilité intrinsèque pour la constante cosmologique qui est plate – qui ne distingue pas les valeurs les unes des autres – alors, les êtres vivants devraient s’attendre à voir exactement ce qu’ils voient ». Il s’est trouvé que la théorie des cordes fournissait exactement le genre de loi microscopique prédictive d’un grand nombre de Big Bang dont Weinberg avait besoin. Il est important à ce stade de préciser que la théorie exploitée par S. Weinberg, et celle des cordes ne sont pas le fruit d’un même paradigme, loin s’en faut. Pourtant ces deux théories s’épaulent mutuellement et signent leur utilité respective ainsi que leur pertinence pour annoncer une probabilité significative du multivers. En conséquence l’idée du multivers est une idée qui procède d’un raisonnement scientifique standard sans pour autant lui accorder le statut d’une vérité qui serait finalement exhaustive.

La théorie du multivers est ainsi née. Parmi la multitude d’univers parallèles, chacun ayant des paramètres physiques différents, il n’est pas surprenant que les êtres humains aient évolué dans un de ceux-ci dans lequel les conditions de son habitabilité sont réunies. Ainsi, l’intrigue de ‘l’Ajustement Parfait de l’Univers’ s’évapore. L’hypothèse de l’existence d’autres univers plus ou moins probable au nôtre n’est plus tabou. Jusqu’à présent des preuves de l’existence d’au moins un de ces univers parallèles n’ont pas été apportées, à part Roger Penrose (prix Nobel 2021 pour ses travaux sur les trous noirs) qui le conjecture en auscultant la première image de l’univers 380000 ans après le Big Bang de notre univers.

Depuis que la théorie du multivers éventuel s’est imposée dans le paysage scientifique, d’autres chercheurs se sont emparés de la problématique de la pertinence de ce soi-disant ‘ajustement parfait de l’univers’ nécessaire à la présence humaine dans l’univers. Une réévaluation de cette problématique a été récemment réalisée et des études très récentes indiquent que les arguments de notre univers finement ajusté sont illusoires. La vie peut prendre des formes différentes de celle particulière considérée a priori et naïvement. En effet, si on fait varier simultanément plusieurs paramètres physiques cela allège les contraintes qu’imposent l’ajustement parfait. Cela suggère que dans l’univers, la vie peut surgir dans une marge de circonstances plus large que ce qui a été premièrement pensé. Par exemple, dans un premier long temps, il a été considéré que des modifications légères du rapport des forces qui gouvernent le noyau atomique ou bien des modifications légères de quelques constantes fondamentales de la nature, cela remettaient en cause la formation du carbone dans les étoiles, si essentielle pour le développement de la vie organique ainsi que pour garantir la durée de vie des étoiles fournissant l’énergie nécessaire à la formation de planètes habitables, en conséquence tout ceci était rédhibitoire à ce que soyons là, habitants de l’univers. Depuis, nous avons enjambé ce premier long temps et nous considérons maintenant qu’il y a des solutions physiques qui permettent d’autres ajustements des valeurs favorisant une émergence semblable de la vie. 

         En quelques décennies, au fur et à mesure que nous avons assimilé l’idée que nous étions installés dans un univers exclusivement finement ajusté : notre univers, nous avons desserré l’étau des contraintes relatives à la probabilité de notre existence dans celui-ci et nous avons aussi desserré les contraintes relatives à l’unicité de cet univers. « …Anthrôpos ne cesse de creuser sa connaissance de l’univers. » Ainsi, nous comprenons d’une façon de plus en plus affinée que les lois et les représentations qu’autorisent les lois de la physique que nous maitrisons à une période donnée, résultent de concepts coordonnés qui sont déterminés, à une période donnée, par notre façon de nous y prendre avec le monde qui est le nôtre pour le connaître.

         L’idée de multivers suscite actuellement d’importantes controverses entre les scientifiques. Citons, entre autres, Paul Steinhardt (Université de Princeton, théoricien de l’hypothèse du rebond) : « L’idée du multivers est baroque, non naturelle, invérifiable et, en fin de compte, dangereuse pour la science et la société (sic) » Rien que cela !! Dans l’autre camp Bernard Carr (Queen Mary, Université de Londres, a publié Univers ou Multivers ? chez Cambridge University Press, en 2007), explique que : « La notion d’un multivers ouvre une nouvelle perspective sur la nature de la science, et il n’est pas étonnant que cela cause un inconfort intellectuel. » Sabine Hossenfelder rappelle : « Vous êtes un être humain sur les quelques 7 milliards de la planète. Votre soleil est une étoile parmi la centaine de milliards de la Voie Lactée. La Voie Lactée est une galaxie parmi environ 100 milliards dans notre univers. Peut-être y a-t-il d’autres univers qui constituent ce que nous appelons le « multivers ». Cela n’a pas l’air si énorme que ça ? »

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                     La suite sera publiée le 12 Août. Elle signera la fin de la publication du chapitre 4, ainsi que la fin de la publication de mon mémoire.

 

[1] Plus précisément, et plus rigoureusement, le temps de Planck, 10-44s aprés le Big Bang

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