Le blog de mc2est-cesuffisant

‘The Blind Spot’ ; ‘La Tache Aveugle’

Ceux qui lisent régulièrement mes articles sur le blog comprendront aisément pourquoi j’ai décidé de poster la traduction de l’article ci-dessous que j’ai découvert sur le site de Nature le 9/01/2019. La traduction par mes soins est directe et sans commentaire. Je proposerai dans un prochain article mes propres commentaires car ils me permettront de mieux ancrer certaines de mes propres hypothèses. Cet ancrage est possible parce qu’il y a des similitudes fortes entre les auteurs américains et les hypothèses que je propose depuis de nombreuses années. Dès qu’il y a partage d’hypothèses, il se met en place un processus de confiance intérieure qui conforte la ligne directrice de celles que je propose, surtout lorsqu’elles sont iconoclastes par rapport à la ligne dominante, et donc nourrit un élan pour développer et enrichir le chantier entrepris.

            Attention car le titre de l’article en anglais est ‘The Blind Spot’ qui pourrait se traduire par la ‘Le Point Aveugle’, mais cela n’a rien à voir avec mon hypothèse du ‘Point Aveugle de l’Intelligence Humaine’. Toutefois, je partage le cadre dans lequel, ils émettent leur propre hypothèse du ‘Blind Spot’. Disons qu’il y aurait chez les penseurs du monde physique un deuxième point aveugle, celui-ci permanent, que les physiciens ne peuvent voir tant qu’ils conserveront leur conception actuelle de la relation avec le monde physique. C’est un problème d’interface.

            Les auteurs de l’article de ‘Nature’ sont :

Adam Frank

is professor of astrophysics at the University of Rochester in New York. He is the author of several books, the latest being Light of the Stars: Alien Worlds and the Fate of the Earth (2018).

Marcelo Gleiser

is a theoretical physicist at Dartmouth College in New Hampshire, where he is the Appleton professor of natural philosophy and professor of physics and astronomy, and the director of the Institute for Cross-Disciplinary Engagement (ICE). He is the author of The Island of Knowledge (2014).

Evan Thompson

is professor of philosophy and a scholar at the Peter Wall Institute for Advanced Studies at the University of British Columbia in Vancouver. He is a Fellow of the Royal Society of Canada. His latest book is Waking, Dreaming, Being (2015).

La Tache Aveugle.

Il est tentant de penser que la science donne une vue de Dieu de la réalité. Mais nous oublions la place de l'expérience humaine à nos risques et périls.

Le problème du temps est l'un des plus grands problèmes de la physique moderne. Le premier élément de l'énigme est cosmologique. Pour comprendre le temps, les scientifiques proposent de considérer une « première cause » ou « condition initiale » - une description de l'univers au tout début (ou au « temps est égal à zéro »). Mais pour déterminer la condition initiale d'un système, nous avons besoin de connaître le système total. Nous devons faire des mesures des positions et des vitesses de ses parties constituantes, telles que les particules, les atomes, les champs et ainsi de suite. Ce problème nous confronte à un ‘mur dur’ (impasse) lorsque nous traitons avec l'origine de l'univers lui-même, parce que nous n'avons pas de vue extérieure, nous n’avons aucune possibilité de recul. Nous ne pouvons pas sortir de la boîte afin de regarder à l'intérieur, parce que la boîte est tout ce qu'il y a. Une première cause est non seulement inconnaissable, mais aussi scientifiquement incompréhensible.

La deuxième partie du défi est philosophique. Les scientifiques ont pris le temps physique comme le seul temps réel - alors que le temps de l’expérience, le sens subjectif du temps qui passe, est lui, considéré comme une fabrication cognitive d'importance secondaire. Le jeune Albert Einstein a pris cette position claire au cours du débat avec le philosophe Henri Bergman dans les années 1920, quand il a affirmé que le temps du physicien est le seul temps qui soit. Avec l'âge, Einstein est devenu plus circonspect. Jusqu'au moment de sa mort, il resta profondément troublé à propos de la façon de trouver une place pour l'expérience humaine du temps compatible avec la vision scientifique du monde.

Ces dilemmes reposent sur la présomption que le temps physique, avec un point de départ absolu, est le seul temps à considérer dans la réalité. Mais que faire si la question du commencement du temps est mal posée ? Beaucoup d'entre nous aiment à penser que la science peut nous donner une description complète et objective de l'histoire cosmique, distincte de nous et de notre perception de celui-ci. Mais cette image de la science est profondément erronée. Dans notre désir de savoir et de contrôle, nous avons créé une vision de la science comme une série de découvertes sur la façon dont la réalité est en elle-même : équivalente à une vue de Dieu de la nature.

Une telle approche non seulement fausse la vérité, mais crée un faux sentiment de distance entre nous et le monde. De cette division découle ce que nous appelons la ‘Tache Aveugle’, que la science elle-même ne peut pas voir. Dans la ‘tache aveugle’ se trouve l'expérience : la présence pure et l'immédiateté de la perception vécue.

Derrière la ‘tache aveugle’ se trouve la croyance que la réalité physique a la primauté absolue dans la connaissance humaine, une vue qui peut être appelée : matérialisme scientifique. En termes philosophiques, cela combine l'objectivisme scientifique (la science nous parle du monde réel, du monde indépendant de l'esprit) et le physicalisme[1] (la science nous dit que la réalité physique est tout ce qu'il y a). Les particules élémentaires, les moments dans le temps, les gènes, le cerveau – toutes ces choses sont supposées être fondamentalement réelles. En revanche, l'expérience, la conscience et la prise de conscience sont considérés comme secondaires. La tâche scientifique consiste à déterminer comment réduire celles-ci à quelque chose de physique, comme le comportement des réseaux neuronaux, l'architecture des systèmes de calcul, ou une certaine mesure de l'information.

Dans ce cadre nous sommes confrontés à deux problèmes intraitables. Le premier concerne l'objectivité scientifique. Nous ne rencontrons jamais la réalité physique en dehors de nos observations de celle-ci. Les particules élémentaires, le temps, les gènes et le cerveau ne nous sont manifestes que par nos mesures, nos modèles et nos manipulations. Leur présence respective est toujours basée sur des investigations scientifiques, qui ne se produisent que dans le domaine de notre expérience.

Cela ne signifie pas que la connaissance scientifique est arbitraire, ou une simple projection de nos propres esprits. Au contraire, certains modèles et méthodes d'investigation fonctionnent bien mieux que d'autres, et nous pouvons le tester. Mais ces tests ne nous donnent jamais la connaissance de la nature telle qu'elle est en elle-même, en dehors de nos façons de voir et d'agir sur les choses. L'expérience est tout aussi fondamentale pour la connaissance scientifique que la réalité physique qu'elle révèle.

Le deuxième problème concerne le physicalisme. Selon la version la plus réductrice du physicalisme, la science nous dit que tout, y compris la vie, l'esprit et la conscience, peuvent être réduits au comportement des plus petits constituants matériels. Vous n'êtes que vos neurones, et vos neurones ne sont que de petits éléments de matière. Ici, la vie et l'esprit sont évacués, et seule la matière inerte existe.

Pour parler carrément, l'affirmation, selon laquelle il n'y a rien d'autre que la réalité physique, est fausse ou vide. Si la « réalité physique » signifie la réalité comme la science physique le décrit, alors l'affirmation selon laquelle seuls les phénomènes physiques existent est fausse. Pourquoi ? Parce que la science physique - y compris la biologie et la neuroscience computationnelle – n’inclut pas la prise en compte de la conscience. Cela ne veut pas dire que la conscience est quelque chose de non naturel ou surnaturel. Le point est que la science physique ne prend pas en compte l'expérience ; mais nous savons que l'expérience existe, de sorte que l'affirmation selon laquelle les seules choses qui existent sont celles que la science physique nous dit, est fausse. D'autre part, si la « réalité physique » signifie la réalité selon une certaine physique future et complète, alors l'affirmation, qu'il n'y a rien d'autre mais la seule réalité physique, est vide, parce que nous n'avons aucune idée de ce à quoi une telle physique future ressemblera, en particulier en relation avec la conscience.

L'objectivisme et le physicalisme sont des idées philosophiques, non scientifiques

Aujourd'hui, les interprétations de la mécanique quantique sont en désaccord avec notre compréhension classique du monde physique. Une des sources de ces différences concernent le soi-disant « problème de mesure » : comment la fonction d'onde de l'électron se réduit d'une superposition de plusieurs états à un seul état lors de l'observation provoquée par la mesure. Pour plusieurs écoles de pensée, la physique quantique ne nous donne pas accès à la façon dont le monde est fondamentalement en soi. Elle nous permettrait simplement de comprendre comment la matière se comporte par rapport à nos interactions avec elle.

Nous érigeons une fausse idole de la science comme quelque chose qui accorde la connaissance absolue

Selon l'interprétation dite de Copenhague de Niels Bohr, par exemple, la fonction d'onde n'a pas de réalité en dehors de l'interaction entre l'électron et le dispositif de mesure. D'autres approches, telles que les interprétations des « mondes multiples » et des « variables cachées », cherchent à préserver un statut indépendant de l'observateur pour la fonction d'onde. Mais cela revient à surajouter des fonctionnalités telles que celles des univers parallèles non observables. Une interprétation relativement nouvelle connue sous le nom de Quantum-Bayesianisme (QBism) - qui combine la théorie quantique de l'information et la théorie de probabilité bayésienne – propose une autre interprétation ; il interprète les probabilités irréductibles d'un état quantique non comme un élément de la réalité, mais comme les degrés de croyance qu'un agent a sur le résultat d'une mesure (sic). En d'autres termes, faire une mesure c’est comme faire un pari sur le comportement du monde, et une fois la mesure faite, cela correspond à la mise à jour de ses connaissances (de l’agent). Les défenseurs de cette interprétation la décrivent parfois comme un « réalisme participatif », parce que l'agencement humain est tissé dans le processus de faire de la physique comme un moyen d'acquérir des connaissances sur le monde. De ce point de vue, les équations de la physique quantique ne se réfèrent pas seulement à l'atome observé, mais aussi à l'observateur et à l'atome pris dans un ensemble dans une sorte « d’observateur-participatif ».

Le réalisme participatif est controversé. Mais c'est précisément cette pluralité d'interprétations, avec une variété d'implications philosophiques, qui ébranle la sobre certitude du point de vue matérialiste et réductionniste à propos de la nature. En bref, il n'y a toujours pas de moyen simple de supprimer notre expérience en tant que scientifiques dans le processus visant à caractériser le monde physique.

Cela nous ramène à la ‘Tache Aveugle’. Quand nous observons les objets de la connaissance scientifique, nous n'avons pas tendance à considérer les expériences qui les mettent en évidence. Nous ne voyons pas comment l'expérience nous rend possible leur présence. Parce que nous perdons de vue la nécessité de l'expérience, nous érigeons une fausse idole de la science comme quelque chose qui confère la connaissance absolue de la réalité, indépendamment de la façon dont elle se présente et comment nous interagissons avec elle.

Les scientifiques matérialistes nous disent que la méthode scientifique nous permet de nous extraire de l'expérience et donc de saisir le monde tel qu'il est en soi. Comme il est clair maintenant, nous sommes en désaccords avec cette conception ; en effet, nous croyons que cette façon de penser fausse la méthode même et la pratique de la science.

En termes généraux, voici comment fonctionne la méthode scientifique. Tout d'abord, nous mettons de côté des aspects de l'expérience humaine sur lesquels nous ne pouvons pas toujours être d'accord, comme la façon dont les choses apparaissent ou à propos de leur saveur ou bien comment elles se ressentent. Deuxièmement, en utilisant les mathématiques et la logique, nous construisons des modèles abstraits et formels que nous traitons comme des objets stables qui font consensus. Troisièmement, nous intervenons dans le cours des événements en isolant et en contrôlant les choses que nous pouvons percevoir et manipuler. Quatrièmement, nous utilisons ces modèles abstraits et ces interventions concrètes pour calculer les événements futurs. Cinquièmement, nous vérifions ces événements prévus contre nos perceptions (sic). Un ingrédient essentiel de tout ce processus est la technologie : les machines – notre équipement – qui standardisent ces procédures, amplifient nos pouvoirs de perception et nous permettent de contrôler les phénomènes à nos propres fins (sic).

Le ‘Tache Aveugle’ survient lorsque nous commençons à croire que cette méthode nous donne accès à la réalité brute, nue. Mais l'expérience est présente à chaque étape. Les modèles scientifiques devraient être en retrait des observations, car souvent médiatisés par notre équipement scientifique complexe. Ce sont des idéalisations, pas des choses réelles (actuelles) dans le monde. Le modèle de Galilée d'un avion sans frottement, par exemple ; le modèle de Bohr de l'atome avec un petit noyau dense avec des électrons tournant autour de lui sur des orbites quantifiées comme des planètes autour d'un soleil ; modèles évolutionnaires de populations isolées : tous ceux-ci existent dans l'esprit du scientifique, et non dans la nature. Ce sont des représentations mentales abstraites, pas des entités indépendantes de l'esprit. Leur pouvoir vient du fait qu'elles sont utiles pour aider à faire des prédictions testables. Mais celles-ci, aussi, ne nous placent jamais à l’extérieur de l'expérience, car elles exigent des types spécifiques de perceptions effectuées par des observateurs hautement qualifiés.

Pour ces raisons, l'objectivité scientifique ne peut pas être confondue avec l’idée d’une compréhension extérieure ; dans ce contexte, « objectif » signifie simplement quelque chose qui est fidèle aux observations convenues par une communauté d'enquêteurs utilisant certains outils. La science est essentiellement une forme d'expérience humaine hautement raffinée, basée sur nos capacités à observer, agir et communiquer.

L'affirmation selon laquelle la science révèle une « réalité » parfaitement objective est plus théologique que scientifique

Ainsi, la croyance que les modèles scientifiques correspondent à la façon dont les choses sont vraiment n’est pas conforme à la méthode scientifique. Au lieu de cela, cela provient d'une croyance ancienne – que l’on rencontre souvent dans les religions monothéistes - connaître le monde tel qu'il est en soi, comme Dieu le fait. L’affirmation que la science révèle une ‘réalité’ parfaitement objective est plus théologique que scientifique.

Les philosophes récents de la science qui ciblent un tel « réalisme naïf » soutiennent que la science ne se termine pas avec une simple image d'une théorie-indépendante du monde. Au contraire, divers aspects du monde – des interactions chimiques destinées à la croissance et au développement des organismes, la dynamique du cerveau et les interactions sociales – peuvent être décrits plus ou moins avec succès par des modèles partiels. Ces modèles sont toujours liés à nos observations et actions, et circonscrits dans leurs applications.

Les domaines de la théorie des systèmes complexes et de la science du réseau ajoutent une précision mathématique à ces revendications en se concentrant sur le tout plutôt que sur la réduction en parties qui le composent. La théorie des systèmes complexes est l'étude de systèmes, tels que le cerveau, les organismes vivants ou le climat global de la Terre, dont le comportement est difficile à modéliser : la façon dont le système réagit dépend de son état et de son contexte. De tels systèmes présentent une auto-organisation, une formation spontanée de motifs et une dépendance sensible aux conditions initiales (de très petites modifications des conditions initiales peuvent aboutir à des résultats très différents).

La science du réseau analyse les systèmes complexes en modélisant leurs éléments en tant que nœuds et les connexions entre eux en tant que liens. Elle explique le comportement en termes de topologies de réseau c’est-à-dire : les arrangements des nœuds et des connexions, et leur dynamique globale, plutôt qu’en termes d'interactions locales au niveau micro.

Inspirés par ces perspectives, nous proposons une vision alternative qui cherche à aller au-delà de la ‘Tache Aveugle’. Notre expérience et ce que nous appelons la « réalité » sont inextricables. La connaissance scientifique est une narration du monde qui s’auto-corrige, et notre narration, ainsi que notre expérience de ce monde évoluent ensemble. La science et ses problèmes les plus difficiles peuvent être reformulés une fois que nous prenons conscience de cette intrication.

Revenons au problème avec lequel nous avons commencé notre article : la question du temps et l'existence d'une Première Cause. De nombreuses religions ont investi la notion de première cause dans leurs narrations de la mythique création. Pour expliquer d’où tout vient et quelle est l’Origine, elles conçoivent l'existence d'un pouvoir absolu ou d'une divinité qui transcende les confins de l'espace et du temps. À quelques exceptions près, Dieu ou les dieux créent à partir de rien pour donner naissance, pour faire surgir, ce qui est à l'intérieur.

Cependant, contrairement au mythe, la science est contrainte par son cadre conceptuel, de se développer en respectant la chaîne causale d'événements. La Première Cause constitue une rupture évidente d’une telle chaîne de causalité – comme les philosophes Bouddhistes l'ont souligné il y a longtemps dans leurs arguments contre la position théiste Hindoue : il doit y avoir une première cause divine. Comment pourrait-il y avoir une cause qui n'était pas elle-même l’effet d'une autre cause ? L'idée d'une Première Cause, comme l'idée d'une réalité parfaitement objective, est fondamentalement théologique.

Le temps du physicien dépend pour sa signification de notre expérience vécue du temps

Ces exemples suggèrent que le « temps » aura toujours une dimension humaine. Ce que nous pouvons au mieux viser c’est une narration cosmologique scientifique qui soit cohérente avec ce que nous pouvons mesurer et connaître de l'univers de l'intérieur. Cette narration ne peut jamais être une description finale ou complète de l'histoire cosmique. Plutôt, elle doit être constituée d’un récit continu, auto-corrigeant. Le « temps » est l'épine dorsale de ce récit ; notre expérience vécue du temps est nécessaire pour rendre ce récit pleinement significatif. Avec ce point de vue, il semble que c'est le temps du physicien qui est secondaire ; c'est simplement un outil pour décrire les changements que nous sommes en mesure d'observer et de mesurer dans le monde naturel. Le temps du physicien, alors, a un sens qui dépend de notre expérience vécue du temps.

Nous pouvons maintenant apprécier la signification la plus profonde de nos trois énigmes scientifiques – la nature de la matière, la conscience et le temps. Elles pointent toutes vers la ‘Tache aveugle’ et la nécessité de reconsidérer comment nous pensons la science. Lorsque nous essayons de comprendre la réalité en nous concentrant uniquement sur des choses physiques qui sont en dehors de nous, nous perdons de vue d’où viennent les expériences. Les difficultés les plus profondes ne peuvent pas être résolues en termes purement physiques, parce qu'elles incluent toute la présence inévitable de l'expérience dans l'équation. Il n'y a aucun moyen de rendre compte de la « réalité » en dehors de l'expérience, parce que les deux sont toujours entrelacées.

Pour enfin « voir » la ‘Tache Aveugle’ il faut se réveiller de l’illusion de la connaissance absolue. Il faut aussi embrasser l'espoir que nous pouvons créer une nouvelle culture scientifique, dans laquelle nous nous considérons nous-mêmes à la fois comme une expression de la nature et comme une source de l'auto-compréhension de la nature. Nous n'avons besoin de rien de moins qu'une science nourrie par cette sensibilité pour que l'humanité s'épanouisse dans le nouveau millénaire

Dans nature le 09/01/2019

Ces observations à l’avant-garde de compréhensions futures.

            J’ai sélectionné trois observations dans l’univers qui devraient être des sources nouvelles de compréhension de ce qui se produit dans le cosmos. Chacune de celles-ci sont dues à l’exploitation d’instruments de plus en plus sophistiqués, performants, surtout quand leurs usages sont combinés.

            Une fontaine de dimension galactique observée en pleine magnificence.

            A un milliard d'années-lumière de la terre se trouve l'une des structures répertoriées les plus massives de l'univers : une galaxie elliptique géante entourée d'un amas tentaculaire d'autres galaxies connues sous le nom d'Abell 2597. Au cœur de la galaxie centrale, un trou noir supermassif alimente une fontaine monumentale de dimension cosmique. Là, de vastes quantités de gaz tombent vers un trou noir supermassif, où une combinaison de forces gravitationnelles et électromagnétiques pulvérise la majeure partie du gaz loin du trou noir dans un cycle continu qui dure plusieurs dizaines de millions d'années.

Les astronomes ont longtemps théorisé à propos de fontaines comme celle-ci faisant circuler continuellement le combustible stellaire d'une galaxie.

Les observations d'Abell 2597 par le réseau millimétrique/submillimétrique (ALMA) montrent les premières preuves claires et convaincantes de l'afflux simultané et de l'écoulement du gaz entraîné par un trou noir supermassif.

            « Le trou noir supermassif au centre de cette galaxie géante agit comme une « pompe » mécanique dans une fontaine d'eau. » a déclaré Grant Tremblay, un astrophysicien au Harvard-Smithsonian Center for astrophysique à Cambridge. "C'est l'un des premiers systèmes dans lesquels nous trouvons des preuves claires de l'afflux de gaz moléculaires froids vers le trou noir et l'écoulement ou le soulèvement des jets que le trou noir, lui-même, propulse. "

Selon les chercheurs, tout ce système fonctionne via une boucle de rétroaction qui s’autorégule. Le matériel de remplissage fournit la puissance à la fontaine puisqu’il se canalise vers le trou noir central, comme l'eau entrant dans la pompe d'une fontaine. Ce gaz de remplissage réactive une surchauffe du trou noir qui provoque la propulsion de jets de matériels surchauffés à grande vitesse hors de la galaxie. Pendant qu'il voyage, ce matériel pousse des paquets et des flots de gaz dans le halo expansif de la galaxie, où il finit éventuellement par pleuvoir en retour en direction du trou noir, déclenchant ainsi le renouvellement du processus.

Au total, de l’ordre de 3 milliards de masses solaires de gaz moléculaire sont impliqués dans le fonctionnement de cette fontaine, formant ainsi un filament nébulaire qui occupe sur plus de 100 000 années-lumière l’intérieur de la galaxie.

Bien que cette observation concerne une seule galaxie, il est logique de considérer que ce processus vaut dans les galaxies en général et que cela, fondamentalement, contribue à la dynamique de leur évolution.

Je pense que l’on aura l’occasion de re-évoquer cette extraordinaire machinerie mise en évidence pour la première fois. On découvre aussi une dynamique propre, autarcique, au sein des amas de galaxies comme s’il y avait des mini-univers autonomes dans l’univers.  

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Le télescope Aussie a presque doublé le nombre connu des mystérieux ‘Eclats  Radios Rapides’ ; 'Fast radio bursts' : ‘FRB’s’, qui sont des flashs puissants d’ondes radios provenant de l’espace lointain.

Les découvertes de l'équipe incluent, à la fois, les plus rapides et les plus brillants ‘Eclats Radios’ jamais détectés.

Les conclusions récentes rapportées nous disent que les ‘FRB’s’ viennent de partout dans le ciel et durent seulement quelques millisecondes.

Les scientifiques ne savent pas ce qui les cause (sic), mais cela doit impliquer une énergie incroyable : équivalente à la quantité libérée par le soleil en 80 ans.

 "Nous avons trouvé 20 ‘FRB’s’ en un an, presque le double du nombre détecté dans le monde entier depuis qu'ils ont été découverts en 2007," a déclaré l'auteur principal de l’article : Dr. Ryan Shannon, de l'Université Swinburne de technologie.

Il a été également prouvé que des ‘FRB’s’ viennent de l'autre côté de l'univers plutôt que de notre propre voisinage galactique et que ceux-ci voyagent pendant des milliards d'années et donc ils traversent occasionnellement des nuages de gaz. Chaque fois que cela se produit, les différentes longueurs d'onde qui composent un éclat sont ralenties par des quantités différentes. Eventuellement, l'’éclat’ atteint la Terre avec une dispersion de ses longueurs d'onde qui arrivent sur le télescope à des moments légèrement différents, comme les nageurs sur une ligne d'arrivée. Chronométrer l'arrivée des différentes longueurs d'onde nous dit la quantité de matière que le ‘FRB’ a traversé durant son voyage.

 Et puisqu’il a été montré que les ‘FRB’s’ viennent de loin, nous pouvons les utiliser pour détecter toute la matière manquante située dans l'espace entre les galaxies ce qui constitue une découverte vraiment intéressante.

Nous savons maintenant que les ‘FRB’s’ proviennent d'environ la moitié de l'univers, mais nous ne savons toujours pas ce qui peut les provoquer pas plus de quelles galaxies ils proviennent.

Le prochain défi de l'équipe est de localiser la provenance de ces ‘éclats’ dans le ciel.

 "Nous serons en mesure de localiser ces ‘éclats’ à mieux d'un millième d’un degré, " nous précise R. Shannon.

 "C'est à peu près la largeur d'un cheveu humain vu à dix mètres de distance, et assez précis pour relier chaque éclat à une galaxie particulière. "

L’ensemble des moyens d’observations est situé à l’Ouest de l’Australie et constitue un élément précurseur du ‘SKA’ : ‘Square Kilometer Array’ ; ‘le Réseau (d’antennes) sur un Kilomètre Carré’.

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ANITA détecte un autre nouvel événement ressemblant à un rayon cosmique inversé.

Une fontaine de particules de haute énergie ressemblant à une cascade de rayons cosmiques à l'envers est détectée pour la deuxième fois par l'’Antenne Transitoire Impulsionnelle de l'Antarctique’ : ‘ANITA’. 

Le recensement de ce deuxième événement en 13 ans conduit à conjecturer sur ce que cela peut bien signifier.

Nous savons que les particules de rayons cosmiques à haute énergie bombardent constamment la terre. Quand une de ces particules entre en collision avec les molécules dans notre atmosphère, elle déclenche une cascade de particules secondaires, collectivement connues sous le nom de cascade atmosphérique de rayon cosmique. Mais ce n'est pas la seule façon dont les particules de haute énergie interagissent avec la terre. Ainsi le 28 décembre 2006, l'antenne transitoire impulsionnelle de l'Antarctique (ANITA) a détecté une cascade atmosphérique « ascendante » : une fontaine de particules de haute énergie qui surgissait du sol glacial de l'Antarctique. L'équipe signale maintenant l'observation d'un deuxième événement de ce type, qui s'est produit le 12 décembre 2014.

ANITA a été conçue pour détecter les cascades atmosphériques à rayons cosmiques via les signaux radio-ondes qu'elles émettent. ANITA détecte les ondes radio soit sur leur chemin vers le bas ou, plus fréquemment, sur leur chemin de retour vers le haut après avoir rebondi sur la glace. Ce rebond inverse la phase des ondes radioélectriques, permettant de distinguer les deux séries de vagues par leur direction et leur phase (sic).

Mais en 2006 et en 2014, ANITA a détecté un signal inattendu : des ondes radioélectriques provenant de la glace avec une phase non inversée. Ces détections suggèrent que les signaux provenaient de particules en mouvement ascendant ayant traversé la Terre avant de surgir de la glace. Mais il n’est pas envisagé que les rayons cosmiques puissent le faire en grand nombre, laissant ainsi planer le mystère sur la source de ces signaux. Une possibilité serait que les rayons cosmiques d'une supernova brillante soufflent leur chemin à travers le globe terrestre. Mais seulement la détection de 2014 a coïncidé avec un tel événement. Une autre possibilité serait que ANITA ait détecté des ondes radio émises provoquées par une particule non comptabilisée au sein du modèle standard.

L'équipe d’ANITA nous dit que d'autres détections de ces signaux bizarres sont nécessaires avant de produire une conclusion définitive quant à leur origine. Toutefois une discussion scientifique est ouverte et un article de A. Cho sur le site de Nature l’anime :

A première vue, que des signaux aient été produits par des cascades atmosphériques par un déploiement ascendant et déclenchées par des particules qui ont traversé la Terre comme dans un tunnel, ce n'est pas un problème pour le modèle standard car les neutrinos interagissent à peine avec la matière, donc quelques neutrinos cosmiques pourraient avoir fusé à travers la planète avant de percuter un noyau atomique dans la glace et enclencher une cascade atmosphérique ascendante.

Cependant, lorsqu'on l'examine en détail, cette explication s'effondre, arguent D. Fox et ses collègues. Étant donné les directions des cascades, les particules qui les ont produites doivent avoir parcouru plus de 5700 kilomètres de la Terre, estiment les chercheurs. Cependant, les grandes tailles des cascades montrent que les particules auraient dû avoir eu des énergies supérieures à 0,5 exa-électron volts (1 exa = 10¹⁸ eV = 10⁶ TeV) soit 70.000 fois l'énergie obtenue avec l'accélérateur de particules le plus puissant. Une telle énergie extrême augmente la probabilité que les neutrinos interagissent au cours de leur traversée du globe terrestre, donc il n'y a aucune chance qu'un tel neutrino avec une telle énergie puisse traverser sans interagir avec de la matière terrestre durant son parcours.

Ces événements sont plus facilement expliqués par de la nouvelle physique, nous disent les chercheurs. Un rayon cosmique ultra-haute énergie sur le côté lointain de la Terre aurait pu donner naissance à un nouveau type de particule, environ 500 fois plus massive que le proton, qui a percé la planète avant de se décomposer pour produire une cascade atmosphérique ascendante, disent-ils. Un cadre théorique appelé la supersymétrie offre des candidats qui feraient l'affaire, nous dit D. Fox. Il ajoute que l'interprétation reçoit également un certain soutien de la part de l’équipe d'IceCube : un gigantesque éventail de détecteurs de particules enfouis dans la glace de l'Antarctique, qui voit régulièrement des signaux, certes plus faibles, d'événements ascendants inhabituels.

Toutefois D. Besson : membre de l’équipe d’ANITA refuse de signer l’article qui émet des conclusions hâtives : « Ma position personnelle est que nous faisons trop de ces événements qui dépendent complètement d'un argument de polarisation.

Le syndrome de l’oiseau-lyre

            A la fin d’octobre un article dans le New Scientist annonçait : ‘Doutes graves sur les ondes gravitationnelles découvertes’, par le détecteur LIGO, produites par la fusion de deux trous noirs. Le 15 octobre 2015, l’interféromètre LIGO (situé aux Etats Unis) avait réalisé cet enregistrement et la publication officielle de ce résultat fut assurée en février 2016 après de long mois d’auscultation et de traitement du signal enregistré afin de garantir une valeur scientifique à l’événement.

            Ce fut avec beaucoup de stupeur quand le doute fut publiquement instillé, 2 ans et ½ après, par une équipe de chercheurs de l’Institut Niels Bohr de Copenhague. Ils instillèrent l’idée que l’équipe de LIGO avait exploité une technique « autoréalisatrice ». Ce type d’équivoque n’est pas impossible, surtout quand il s’agit d’une première détection annoncée comme théoriquement possible depuis plus d’un siècle. Mais après lecture de l’article démolisseur, je n’avais pas été convaincu par les arguments semant le doute car il y avait un mélange d’arguments critiquant la méthode avec d’autres qui semblaient chercher la petite bête et donc non recevables. Le risque d’une technique autoréalisatrice n’est pas négligeable car préalablement à la détection et à la publication ont été simulés tous les cas de figures de fusion de trous noirs à toutes les distances possibles de la terre. Cette base de données constituée pendant une dizaine d’années a été réalisée en exploitant les équations de la Relativité Générale, seul outil théorique actuellement à notre disposition. Cette base de données est riche de tous les ‘signaux calibres’ de vibrations possibles de l’espace-temps engendrées par la fusion de trous noirs. Et c’est lorsqu’il y a une très bonne superposition entre le signal enregistré par l’instrument et celui de la base de données que l’on considère être face à un événement réel doté des paramètres publiés. Est-ce suffisant ? pas tout à fait car après tout, un signal peut avoir un certain nombre de caractéristiques qui font penser à… sans qu’il soit pour autant à ce que l’on pense.

            Heureusement, il y eut un autre événement bien plus riche en informations reçus par plusieurs détecteurs de natures différentes. Cela s’est produit le 17/08/2017 et cet événement a correspondu à une fusion de 2 étoiles à neutrons. Cette fusion a produit en plus de la vibration gravitationnelle (vibration de l’espace-temps), des flashs de lumière avec des longueurs d’onde différentes et leurs propagations ont été réceptionnées par plusieurs télescopes alertés de cette occurrence et de plus l’observation d’une fusion nucléaire éphémère a été constatée. Cet événement multimessages a en même temps, évidemment, fiabilisé les résultats précédents obtenus par LIGO. Enfin, et c’est très important, cette fusion peut être situé spatio-temporellement avec une très grande précision ce qui permet d’organiser un suivi des phénomènes secondaires.

Malgré la valeur nouvelle et renforcée, à cette occasion, à la fois du résultat, de la fiabilité de l’instrument, de la technique et de la méthode du travail de l’équipe LIGO, l’équipe de Copenhague continue de maintenir ses griefs.

Pendant ce temps, une équipe Australienne avec d’autres, a obtenu de réanalyser toutes les données enregistrées par LIGO en 2017 et grâce à des techniques de calcul encore améliorées, et après 15 mois de recherche, d’auscultation méticuleuse des données, elle a découvert 4 fusions supplémentaires de trous noirs enregistrés entre fin juillet et fin aout 2017 (sic). Dont l’une est phénoménale (29/07/2017) puisque le trou noir résultant est de 80 masses solaires avec la conversion instantanée de 5 masses solaires en une énergie qui a violemment secoué l’espace-temps environnant et donné naissance aux ondes gravitationnelles qui ont commencé à se propager. Il a été aussi calculé que la fusion s’est produite il y a plus de 5 milliards d’années, soit avant que notre propre système solaire ne se forme dans la Voie Lactée. Les trois autres fusions de trous noirs ont été détectées entre le 9 et le 23 Août 2017 situées entre 3 à 6 milliards d’années et produisant des trous noirs finaux avec une masse de 50 à 60 fois celle de notre soleil. Avec l’observation de ces phénomènes on rencontre une parfaite illustration du paradigme explicite inscrit dans la loi de la Relativité Générale : Matière (énergie) – Espace – Temps, les traits d’unions rappellent l’interdépendance entre la matière, l’espace et le temps.

On peut s’étonner de cette fréquence de fusions de trous noirs, puisqu’avant octobre 2015 on n’avait jamais rien observé, et les chercheurs de Copenhague exploitent cette situation pour étayer leurs arguments qui expriment un doute négatif car pour eux ce serait la preuve de la détection de bien d’autres sources de vibrations (par ex. tremblement de terre ou autres secousses dans l’espace). On peut aussi avoir un sentiment de doute… mais positif car il n’est pas impossible qu’au bout du compte il y ait dans l’univers un tel tumulte d’événements cataclysmiques. C’est un avenir proche qui nous le dira car nous sommes encore dans la préhistoire de la détection des ondes gravitationnelles. Plusieurs autres détecteurs (3) sont en cours de construction et lorsqu’ils seront mis en réseau cela permettra d’obtenir d’excellents progrès.

La publication de ces résultats tout neufs du 4/12, s’est faite avec précaution, avec force d’arguments et de pédagogies. Un tableau récapitulant les 11 signaux significatifs enregistrés par LIGO depuis 2015 a été publié. La méthode permettant d’annoncer ces résultats avec une grande fiabilité scientifique a été préalablement exposée à des pairs au cours d’ateliers de travail. C’est tout bénéfice pour nous parce que l’équipe LIGO est obligée de fournir des informations plus complètes qui justifient leurs annonces sous la pression de ceux qui les contestent.

Un article de David Blair datant du 04/12 est révélateur de cette volonté de rendre publique tout le contexte dans lequel l’équipe travaille afin d’écarter toute publication d’un fait alors qu’il ne serait qu’une illusion. J’en propose une traduction partielle ci-après :

« Ainsi quel est notre degré de confiance lorsque nous détectons des ondes gravitationnelles et que ce n’est pas une illusion ?

Tous les bons scientifiques comprennent que l’examen méticuleux et le scepticisme constituent le pouvoir de la science. Toutes les théories et les connaissances sont provisoires, elles évoluent au fur et à mesure d’un processus d’un meilleur accès à la vérité. Il n’y a aucune certitude, il y a seulement probabilité et signification statistique.

Il y a de nombreuses années, l’équipe de recherche de LIGO a calculé préalablement le niveau de signification statistique nécessaire pour faire l’annonce d’une détection.

Pour chaque signal nous déterminons le rapport de l’alarme qui serait erroné. Cela nous donne combien d’années nous avons besoin d’attendre avant qu’il y ait une chance d’un signal aléatoire imitant le signal réel. Le signal le plus faible détecté jusqu’à maintenant peut avoir une fausse alarme chaque 5 années, donc il y a toujours une chance qu’il aurait pu être accidentel.

Les autres signaux sont plus robustes. Pour les 3 plus forts signaux détectés jusqu’à maintenant on devrait attendre entre 1000 fois et des milliards de fois l’âge de l’univers pour qu’ils se produisent par chance !!

Savoir quoi écouter.

La détection des ondes gravitationnelles est un peu semblable à de l’acoustique ornithologique. Imaginons que nous étudions les oiseaux et que nous voulions déterminer une population d’oiseaux dans la forêt. Nous connaissons le chant de chacune des espèces d’oiseaux.

Quand un chant d’oiseau correspond au chant prédéterminé, nous sommes satisfaits. Sa force nous dit à quelle distance il se trouve. S’il est très faible à l’égard du bruit de fond nous sommes incertains.

Mais de toute façon nous devons considérer l’oiseau lyre qui imite les autres espèces. Comment savons-nous que le chant du Kookaburra n’est pas produit par l’oiseau lyre ? Nous devons être très rigoureux avant de déclarer qu’il y a un kookaburra dans la forêt. Malgré cela nous devons être en confiance si nous faisons de nouvelles détections.

Dans le cas des ondes gravitationnelles nous utilisons des sons mémorisés appelés gabarits. Il y a un unique son pour la fusion de chaque combinaison des masses et des rotations possibles de trou noir. Chaque gabarit est créé en utilisant la théorie d’Einstein de l’émission des ondes gravitationnelles.

Pour éviter que des signaux nous échappent ou pour éviter d’annoncer des faux positifs enregistrés, la plus grande rigueur est nécessaire pour analyser les données. Des équipes importantes scrutent les données, cherchent les défauts, se critiquent entre elles, vérifient les codes informatiques et finalement revoient les publications pour plus de précisions. Les équipes séparées utilisent des méthodes différentes d’analyses et finalement comparent leurs résultats.

Avant que LIGO fasse sa première annonce publique, 2 signaux supplémentaires avaient été détectés d’une façon crédible. Ceci avait augmenté notre confiance et nous indiqua qu’il y avait une population de trous noirs qui entraient en collision dans le cosmos. Le premier était si correspondant à un gabarit, mais faible, que nous avons passé beaucoup de temps à nous assurer que ce n’était pas un hacker qui nous avait délibérément joué un mauvais tour.   

Notre bilan : pour chaque signal nous avons déterminé la masse des deux trous noirs entrant en collision, la masse du nouveau trou noir créé, et assez approximativement la distance et la direction de la collision.

Huit des 20 trous noirs initiaux ont des masses entre 30 et 40 masses solaires, six sont dans la vingtaine, trois dans l’adolescence et seulement deux sont dans les 7 à 8 masses solaires. Seulement un est proche des 50, le plus gros des trous noirs jamais détecté.

LIGO et VIRGO (interféromètre Européen situé en Italie mais n’ayant jusqu’à présent aucune autonomie de détection) améliorent leur sensibilité respective année après année et trouveront beaucoup plus d’événements à partir d’avril 2019, lorsqu’ils seront à nouveau en état de fonctionner. Avec d’autres nouveaux détecteurs en construction nous anticipons une sensibilité dix fois plus grande. Alors nous espérons être en mesure de détecter des signaux à peu près chaque 5 minutes(sic). »

La plus belle histoire de l’intelligence.

Des origines aux neurones artificiels : vers une étape de l’évolution.

L’intelligence a une histoire qui est celle de sa progression. Reconnaitre et comprendre cette histoire est le signe d’une intelligence qui s’éclaire car elle intègre dans la dimension d’un devenir les connaissances que dans la période présente elle établit. Je crois fermement que cette perspective permanente de l’évolution des connaissances établies, les nôtres, est une des conditions du plaisir de savoir. C’est le même processus que la marche, une fois qu’un pied prend un ferme appui sur le sol, immédiatement l’autre s’engage pour assurer l’appui suivant, et des paysages nouveaux sont à voir. C’est pourquoi, je suis toujours guidé par l’idée et la conviction : « au sein d’une éternité parmi tous les possibles, Anthrôpos ne cesse de creuser, sans fin, sa connaissance de l’univers. Univers qui ne peut être clos c’est-à-dire qu’il ne peut être définitivement connu, autrement Anthrôpos se figerait. » Aujourd’hui s’esquisse la prochaine étape de l’évolution du Sapiens que nous sommes, concomitamment à cette évolution de nouveaux espaces de sens seront conquis, cela implique le prolongement du déploiement de notre espace-temps physique actuel. Les bornes de l’univers jusqu’à présent dessinées seront repoussées et la phénoménologie mécaniste que l’on prête à cet univers sera probablement dépassée. Bref, le nouveau Sapiens en cours concevra un univers, un habitat qui sera à la dimension de cette prochaine étape de l’évolution.

Le titre de l’article est emprunté à celui du livre que je vous recommande, (un cadeau de Noël enthousiasmant), edit. Robert Laffont, correspondant à un interview et dialogue de S. Dehaene et Y. Le Cun ( qui ne sont plus à présenter) que l’on peut résumer ainsi, p.30: « L’intelligence humaine et l’artificielle se rencontrent, se fertilisent, se nourrissent l’une de l’autre. Mais quel est le futur ? Le cerveau humain pourra-t-il toujours dominer sa propre création ? Faut-il nous réjouir ou nous inquiéter de voir cette intelligence si insaisissable échapper au contrôle humain ? Dans une troisième partie, S. Dehaene et Y. Le Cun débattent de l’avenir des intelligences, porteuses d’autant d’espoir que d’inquiétudes, et qui sont incontestablement en train d’initier une rupture dans l’évolution d’Homo Sapiens, peut-être aussi considérable que celle du passage à la bipédie (sic). »

J’insiste en précisant que nous, qui sommes intéressés et concernés par la connaissance scientifique et plus particulièrement celle relative à la connaissance en physique, nous devons lire et réfléchir à ce que nous disent S. Dehaene et Y. Le Cun.

p. 255 et plus : « J’aimerais que l’on parle de l’irrationnel, qui fait partie intégrante de notre vie et de notre communication consciente. Où se situe cette attitude dans l’intelligence ? »

S.D. : « C’est intéressant de parler de ça maintenant parce que, à mon avis, c’est la conséquence de l’exploration qui nous caractérise : les êtres humains sautent souvent un peu trop vite aux conclusions, sans avoir suffisamment mis leurs hypothèses à l’épreuve. Notre cerveau apprend tellement vite que, parfois, sur la base de très peu d’informations, il tire des conclusions exagérées. Nous avons tendance à voir des causes cachées là où il n’y a que du hasard, parce que notre espace d’hypothèses est très orienté vers la causalité. Il dit : « Si j’ai vu une ou deux fois A suivi de B, il est possible que A soit la cause de B. » Et l’on colle des hypothèses erronées sur le monde extérieur. Nous en revenons à cette notion d’un cadre inné ou figé (sic) que nous plaquons sur le monde. »

« C’est cependant quelque chose qui nous a fait avancer. »

S.D. : « Oui, mais pendant longtemps, en voyant un orage, l’humanité a dit qu’il y avait un dieu de l’orage caché dans le ciel et qui envoyait des éclairs. Sans doute parce que l’orage excite notre système de détection des objets animés plutôt que du monde physique inanimé. »

Y.L.C. : « C’est la source de beaucoup de religions. D’ailleurs, ça s’appelle l’animisme. »

S.D. : « Cependant, je crois qu’au départ, il y a un fondement de rationalité, lié à notre évolution : l’idée que le monde se partage entre objets animés et inanimés est très efficace pour le comprendre. On applique juste ce schéma un peu trop loin. Il n’est pas impossible que des intelligences artificielles succombent à ce même travers. »

Des scientifiques artificiels (sic)

Y.L.C. : « C’est très possible. Nous sommes poussés, pour notre survie, à faire des prévisions à partir d’informations limitées et donc à attribuer des relations de cause à effet qui n’existent pas[1]. Ainsi, lorsqu’on demande à de très jeunes enfants ce qui produit le vent, ils répondent souvent que ce sont les feuilles qui font du vent en bougeant. Une relation causale à l’envers, née d’une observation. Normalement, pour obtenir une relation causale, il faut influencer le système afin de savoir si le fait de changer une variable modifie les autres. Ainsi, pour tester un médicament on crée un groupe placebo qui permet de comparer et, éventuellement, de constater un effet. Obtenir des relations causales par la simple observation constitue actuellement un domaine de recherches assez actif, aussi bien en statistiques qu’en machine learning et en intelligence artificielle. »

S.D. « En fait, l’humanité a développé un algorithme d’apprentissage multi-individus afin de poser ce genre de questions : on l’appelle tout simplement la « recherche scientifique » ! C’est un dispositif extraordinaire efficace sur le long terme, qui a fait progresser notre intelligence à une échelle jamais imaginée auparavant, et qui a permis en quelques milliers d’années de dépasser le stade irrationnel. Pour moi, c’est une interrogation : aurons-nous la chance, un jour, de voir apparaître en informatique une sorte de « scientifique artificiel » qui posera mieux que nous les bonnes questions sur l’organisation de la physique du monde et de la biochimie, et qui pourrait nous aider à résoudre des problèmes d’environnement par exemple ? »

p.258, Y.L.C. : « Cela existe déjà un petit peu… »

S.D. : « Mais les statisticiens se contentent d’observer les données. Ils ne font pas les expériences. »

Y.L.C. : « … Je pense tout de même que le scientifique artificiel autonome n’est pas pour demain. Même si, déjà, dans certaines découvertes les statistiques et l’apprentissage automatique ont joué un rôle prépondérant. Celles du boson de Higgs, par exemple… »

S.D. : « La science est une sorte d’algorithme. Il existe une méthode pour essayer de faire des découvertes, et on distribue les données sur des millions de processeurs qui sont les scientifiques. Certains adoptent des positions assez radicales et ils se disputent, parfois jusqu’à leur mort, sans jamais pouvoir se réconcilier sur la nature des données. D’une certaine manière, ça marche : l’intelligence collective[2] est le meilleur algorithme que l’on ait trouvé pour faire des découvertes. »

Y.L.C. : « Je fais partie de ceux qui pensent que l’intelligence artificielle va permettre à l’intelligence humaine de se développer (sic). Elle sera un amplificateur. Chaque apparition d’une nouvelle technologie a permis de libérer l’esprit pour des activités qui n’étaient pas accessibles auparavant. La maîtrise du feu et les quelques technologies dont nous disposions il y a quarante millénaires ont permis les premières expressions artistiques sur les parois de grottes. L’art s’est développé d’autant plus que les sociétés étaient mieux organisées et consacraient moins de temps à leur survie[3]. »

Attention à ce que nous dit Le Cun car préalablement à l’existence de moyens, de techniques, il faut qu’il y ait un besoin, un désir, d’expressions qualifiées aujourd’hui d’‘artistiques’ sur les parois des grottes (poussée de l’émergence de la condition humaine (voir note 3)). Mon impression quand j’admire les scènes de la grotte Chauvet, c’est que les animaux dessinés sont au bout des doigts des hommes de l’époque, ils sont dans la plus grande proximité visuelle et charnelle. Etant soit des proies, soit des prédateurs, il s’en faut de peu pour être soit l’un soit l’autre, il faut donc interpréter en une fraction de temps l’essentiel de ce que signifie le regard de l’ordre, le souffle, la posture de l’autre, et c’est pourquoi, ils nous apparaissent être dans un mouvement si irrépressible. C’est aujourd’hui qu’il faut être un artiste pour représenter avec une telle économie de moyens des choses si fortes car nos besoins ne sont plus les mêmes et notre proximité avec la nature et les habitants de la nature n’est plus.

Pour nous physiciens, astrophysiciens, observateurs, il y a matière à méditer et intérioriser ce qui est dit dans le paragraphe : ‘Voir pour savoir’, p.40 :

Il y aurait un lien entre l’évolution de l’œil et celle du cerveau ?

S.D. : « Il est clair que l’apparition de la vision a constitué une étape clé. On pense que cela s’est passé au cambrien, il y a en gros cinq cent quarante et un million d’années. Cette époque a connu l’explosion de nombreuses formes de vie très différentes. L’œil serait apparu au cours de cette ère. En tout cas, ce progrès a représenté un moment crucial… Grâce à la vision, l’organisme est devenu capable de se représenter des objets distants : le rayonnement électromagnétique, les photons qui parvenaient jusqu’à l’œil pouvaient venir de loin. »

Donc, la capacité de recevoir de nombreuses informations du monde extérieur constitue une nouvelle étape. Les cinq sens sont à l’origine d’une nouvelle forme d’intelligence.

S.D. : « Voilà. Mais à condition, bien entendu, d’être capable de se représenter ces informations et de les manipuler mentalement. Ce qui revient à dire : « Je cartographie le monde extérieur et j’en crée une représentation mentale. Une représentation détachée de la perception immédiate. »

Une carte virtuelle ?

S.D. : « Si l’on veut. Je peux fermer les yeux, je peux perdre les informations que me transmettent mes sens, je vais quand même réussir à les retrouver à l’intérieur de ma tête. On a découvert que les souris, par exemple, disposent d’une sorte de carte de leur environnement et d’un véritable GPS dans le cerveau. Ce fut l’objet du prix Nobel 2014 des époux Moser et de John O’Keefe. Ils ont montré qu’il y a des cellules dans le cerveau de l’animal, dans l’hippocampe en particulier, qui constituent une sorte de carte de l’environnement. Si bien que la souris sait à chaque instant où elle est. » Sur ce sujet voir article du 24/10.

Même s’il n’y a aucun point de repère ?

S. D. : « Même sans repères ! Même s’il s’agit d’une région plate, désertique, l’animal emporte avec lui cette carte mentale. Même dans le noir, la carte se met constamment à jour lorsqu’il se promène. Grâce à elle, il sait toujours retrouver, par exemple, les coordonnées de son nid. »

L’Espace-Temps : une création d’acteurs bien connus ?

Ceci est le titre d’un article que j’ai obtenu sur le site de Phys.org. Je l’ai traduit et il est ci-joint, ci-dessous, dans son intégralité et en deuxième partie je commente les points sur lesquels je suis particulièrement attentif étant donné l’état de ma réflexion sur le sujet de l’Espace-Temps.

« Tout comme les interactions entre les grains de sable forment une surface lisse sur la plage, l'espace-temps connu par nous pourrait être le résultat de relations entre quarks et leurs conglomérats.

La plupart des physiciens estiment que la structure de l'espace-temps est formée d'une manière inconnue à l’échelle de Planck, c'est-à-dire à une échelle proche d'un milliardième de milliardième de milliardième de mètre. Cependant, des considérations pertinentes compromettent cette prédiction. En effet, il y a des arguments en faveur de l’émergence de l'espace-temps à la suite de processus qui se déroulent au niveau des quarks et de leurs conglomérats.

Qu'est-ce que l'espace-temps ? L'absolu, l’immuable, arène des événements ? Ou peut-être est-ce une création dynamique, qui émerge d'une certaine manière à une certaine échelle de distance, de temps ou d'énergie. Les références à l’absolu ne sont pas les bienvenus dans la physique d'aujourd'hui. A l’heure actuelle il est largement considéré que l'espace-temps est émergent. Ce n’est pas clair, cependant, où le processus de l’émergence se déroule. La majorité des physiciens tendent à supposer que l'espace-temps est créé à l’échelle de Planck, à une distance proche d'un milliardième de milliardième de milliardième de mètre (_~ 10^-35 m). Dans son article dans Fondations de la Science, professeur Piotr Zenczykowski de l'Institut de physique nucléaire de l'Académie Polonaise des Sciences à Cracovie systématise les observations de nombreux auteurs sur la formation de l'espace-temps, et soutient que l'hypothèse de sa formation à l'échelle des quarks et des hadrons (ou agrégats de Quarks) est tout à fait raisonnable pour un certain nombre de raisons.

Les questions sur la nature de l'espace et du temps ont laissé perplexe l'humanité depuis au moins l'antiquité. Est-ce que l'espace et le temps sont séparés de la matière, créant un "container ", un contenant, pour les mouvements et les événements se produisant avec la participation des particules, comme Démocrite l’a proposé au Ve siècle av. J.-C. ? Ou bien ils sont les attributs de la matière et ne peuvent pas exister sans elle, comme Aristote l’a suggéré un siècle plus tard ? Malgré le passage des millénaires, ces questions n'ont pas été encore résolues. En outre, les deux approches, bien que contradictoires, sont profondément enracinées dans les piliers de la physique moderne.

En mécanique quantique, les événements se déroulent dans une arène rigide avec un temps d'écoulement uniforme. Tandis que, dans la théorie de la relativité générale, la matière déforme l'espace-temps élastique (étirement et torsion), et l'espace-temps indique aux particules comment se déplacer. En d'autres termes, dans une théorie, les acteurs entrent dans une scène déjà prête pour jouer leur rôle, tandis que dans l’autre théorie, ils créent leur scène au cours de la performance, qui à son tour influe sur leur comportement.

En 1899, le physicien allemand Max Planck remarqua qu’avec certaines combinaisons de certaines constantes de la nature, des unités de mesure très fondamentales pourraient être obtenues. Seulement trois constantes – la vitesse de la lumière c, la constante gravitationnelle G et de Planck constante h — suffisaient à créer des unités de distance, de temps et de masse, égaux (respectivement) à 1,62 · 10^-35m, 5,39 · 10^-44s et 2,18 · 10^-5g. Selon la croyance courante d'aujourd'hui, l'espace-temps serait créé à la longueur de Planck. En fait, il n’y a aucun argument de fond quant à la rationalité de cette hypothèse (sic).

A la fois les expériences les plus sophistiquées et les descriptions théoriques atteignent l'échelle des quarks, c'est-à-dire, le niveau de 10^-18m. Alors, comment savons-nous que sur le chemin de la longueur de Planck – plus d'une douzaine d’ordres de grandeur consécutifs, toujours plus petits, de magnitude — l'espace-temps conserve sa structure ? En fait, Nous ne sommes même pas sûrs si le concept de l'espace-temps est rationnel au niveau des hadrons ! Les divisions ne peuvent pas être réalisées indéfiniment, parce que à un certain stade, la question de la prochaine partie plus petite cesse de faire sens. Un exemple parfait ici est la température. Ce concept fonctionne très bien sur une macro-échelle, mais quand, après les divisions suivantes de la matière, nous atteignons l'échelle des particules individuelles, il perd sa raison d’être.

 "Actuellement, nous cherchons d'abord à construire une quantification, un espace-temps discret, puis « remplir » avec de la matière discrète. Cependant, si l'espace-temps était un produit des quarks et des hadrons, la dépendance serait inversée — le caractère discret de la matière devrait alors appliquer la discrétion de l'espace-temps" dit le professeur Zenczykowski. "Planck a été guidé par les mathématiques. Il voulait créer des unités avec le plus petit nombre de constantes possibles. Mais les mathématiques sont une chose, et la relation avec le monde réel est autre chose. Par exemple, la valeur de la masse de Planck semble suspecte. On s'attendrait à ce qu'elle ait une valeur bien plus caractéristique du monde des quanta. En attendant, elle correspond à environ un dixième de la masse d'une puce, ce qui est certainement un objet classique."

Puisque nous voulons décrire le monde physique, nous devons nous pencher sur la physique plutôt que sur des arguments mathématiques. Ainsi, lorsque nous utilisons les équations d’Einstein, nous décrivons l'univers aux grandes échelles, et il devient nécessaire d'introduire une constante gravitationnelle additionnelle, connue sous le nom de la constante cosmologique lambda. Par conséquent, toujours dans le but de construire des unités fondamentales, si nous élargissons l’ensemble original de trois constantes avec lambda, dans le cas de masses, nous obtenons non pas une mais trois valeurs fondamentales : 1,39 · 10^-65g, 2,14 · 10⁵⁶ g, et 0,35 · 10^-24g. La première de celle-ci est interprétée comme un quantum de masse, la seconde est au niveau de la masse de l'univers observable, et la troisième est similaire aux masses de hadrons (par exemple, la masse d'un neutron est de 1,67 · 10^-24g). De même, après avoir pris en compte lambda une unité de distance de 6.37 · 10^-15m (6.37 Fermi) apparaît, très proche de la dimension des hadrons.

"Jouer avec les constantes, cependant, peut être risqué, parce que beaucoup dépend des constantes que nous choisissons. Par exemple, si l'espace-temps était en effet un produit des quarks et des hadrons, alors ses propriétés, y compris la vitesse de la lumière, devraient être également émergente. Cela signifie que la vitesse de la lumière ne doit pas être parmi les constantes de base" dit le Prof. Zenczykowski.

Un autre facteur en faveur de la formation de l'espace-temps à l'échelle des quarks et des hadrons sont les propriétés des particules élémentaires elles-mêmes. Par exemple, le modèle standard n’explique pas pourquoi il y a trois générations de particules, d’où leurs masses proviennent, ou pourquoi Il y a ce qu'on appelle les nombres quantiques internes, qui incluent l’isospin, l’hypercharge et la couleur. Dans la représentation assurée par le Prof. Zenczykowski, ces valeurs peuvent être liées à un certain espace à 6 dimensions créé par les positions des particules et leurs impulsions. L'espace ainsi construit assigne la même importance aux positions des particules (matière) et à leurs mouvements (processus). Il s’avère que les propriétés des masses ou des nombres quantiques internes peuvent alors être une conséquence des propriétés algébriques de l'espace 6-D. De plus, ces propriétés expliqueraient aussi l'incapacité d’observer les quarks libres.

 "L'émergence de l'espace-temps peut être associée aux changements dans l'organisation de la matière se produisant à l’échelle des quarks et des hadrons dans le plus primaire espace de phase en six dimensions. Cependant, il n'est pas très clair ce qu'il faut faire ensuite avec cette image. Chaque étape subséquente nécessiterait d'aller au-delà de ce que nous savons. Et nous ne connaissons même pas les règles du jeu que la nature joue avec nous — il nous faut continuer de les deviner. Cependant, il semble très raisonnable que toutes les constructions commencent par la matière, parce que c'est quelque chose de physique et disponible expérimentalement. Dans cette approche, l'espace-temps ne serait que notre idéalisation de relations entre les éléments de la matière "dit le professeur Zenczykowski.

Plus d'informations : Piotr Zenczykowski, Quarks, Hadrons, et l'Espace-Temps Emergent, Fondations de la Science (2018). »

L’intérêt de cet article est franchement évident car il formule une hypothèse de la formation (émergence) de l’espace-temps originale. Que l’on adhère ou pas à l’hypothèse de Zenczykowski, son point de vue original mérite d’être analysé d’autant plus qu’il arrive à des ordres de grandeurs qui sont les miens. On peut considérer que ce genre de convergence n’est pas fortuit.

Lorsque l’auteur remarque qu’en mécanique quantique : les événements se déroulent dans une arène rigide, il nous rappelle que l’équation de Schrödinger, est une équation de la physique classique, indiquant que nous devons, faute d’alternative, décrire la mécanique quantique avec des outils mathématiques du monde classique car notre intelligence et nos connaissances se sont forgées dans une relation avec le monde de la nature à l’échelle de nos sens qui sont classiques. On peut dire que l’être humain est, brut de fonderie, un être classique. Lorsque l’auteur évoque la relation entre matière-espace-temps qui s’exprime avec la relativité générale, on peut aussi considérer que ceci est dans l’ordre des choses car l’être humain (et ses ancêtres) ne peut pas avoir une expérience du déplacement spatio-temporel ou de son immobilité sans que la force de gravitation soit effective. Ses points de vue sont basiques et utiles à rappeler.

Quand Zenczykowski affirme : « En fait, il n’y a aucun argument de fond quant à la rationalité de cette hypothèse. », il a parfaitement raison et il est vrai que l’on peut s’étonner de la persistance avec laquelle on continue d’attribuer du sens physique à ses grandeurs. Personnellement, je les ai toujours considérées comme des grandeurs hors-sols.

Ensuite, il indique que la longueur de 10^-18m[1] pourrait avoir la valeur d’une longueur limite. Moi-même, avec des considérations différentes j’arrive à la même valeur limite des distances ainsi que pour le temps de l’ordre de 10^-25 ou 10^-26s comme valeur limite en deçà de laquelle l’intelligence humaine devient aveugle et ne peut plus opérer. Actuellement le point aveugle physique est de l’ordre de 10^-21s. Constat qui est obtenu dans les détecteurs avec le Boson de Higgs. Il me semble que techniquement on peut encore gagner en précision mais le coût de ces gains de précision sont très élevés, ils le seront de plus en plus, et il y aura une valeur limite.

J’ai inféré cette valeur limite de l’intervalle de temps en considérant que sur la flèche du temps on peut aisément concevoir l’intervalle de 1 seconde[2] de l’instant présent qui sépare le temps passé du temps futur. Les deux bornes qui délimitent la partie du passé de la partie du futur sont disjointes par la durée d’une seconde. Si on subdivise indéfiniment cette durée d’une seconde on obtient un état où les deux bornes se touchent et le temps passé se déverserait directement dans le temps futur. Or celui qui mesure le temps, il le fait durant l’instant présent, en sa présence, entre passé et futur donc il doit toujours y avoir une durée présente indivisible qui est celui de la présence humaine active, le physicien, qui interdit que les deux bornes délimitant la flèche du temps en deux valeurs distinctes ne se touchent. Mais il y aura à coup sûr une limite qui ne pourra jamais être dépassée. Quels que soient les moyens techniques mis en œuvre, on butera sur un intervalle de temps indivisible car une présence est requise pour assurer la mesure et faire de la physique. L’opération de mesure ne peut pas être instantanée, c’est-à-dire ne peut pas se faire pendant une « durée » effective strictement égale à zéro seconde.

Mon raisonnement est développé en regard des contraintes de l’observateur, celui de Zenczykowski est développé en regard des contraintes de la matière mais nos conclusions convergent.

Quand il est prononcé dans l’article la phrase suivante : « Mais les mathématiques sont une chose, et la relation avec le monde réel est autre chose. » Cette appréciation est loin d’être banale car elle précise un clivage très important tout autant entre physiciens qu’entre mathématiciens. En effet la majorité de ceux-ci pensent que la relation avec le monde réel ce sont les mathématiques. Cette pensée est colportée depuis Platon, relayée par Galilée, puis Descartes, puis Kant, etc… ; etc… C’est une minorité qui considère que les mathématiques ne sont que des outils formels. Ces points de vue philosophico-épistémologique différents sont très déterminants sur la façon dont on pense a priori les lois de la nature et la représentation que l’on se figure de cette nature.

« Cela signifie que la vitesse de la lumière ne doit pas être parmi les constantes de base » dit le Prof. Zenczykowski. Puisque l’auteur interroge le bien fondé de considérer la vitesse de la lumière comme constante de base car elle serait déterminée par les conditions et les causes de l’émergence de l’espace-temps, je propose que l’on réfléchisse au statut de l’universalité de cette constante. Statut qui semble figé jusqu’à présent. Ce qui est assuré, c’est que l’univers que nous sommes capables actuellement de décrire, d’objectiver, est celui qui comprend de la matière baryonique et c’est de celle-ci dont toutes les parties de notre corps sont constituées et nous sommes en conséquence déterminés par les lois internes qui régissent ses constituants élémentaires et ses assemblages avec toutes les complexités possibles. Nous sommes donc en tant qu’émetteur et récepteur de lumière parfaitement sensibles aux rayonnements de cette matière de base. Notre intelligence prospective ne peut se référer qu’aux rayonnements de cette nature. Cela semble être pour nous une détermination absolue et vouloir la surpasser est donc totalement iconoclaste (voir article du 31/07/2013 : Être de lumière et intelligence des lumières ?). Je prétends qu’il est possible de la surpasser et nous sommes peut-être déjà au seuil de ce dépassement avec nos capacités actuelles de spéculer sur l’hypothèse du multivers. Je m’explique, l’idée qu’il existerait d’autres univers avec des propriétés physiques autres que celle de l’univers qu’actuellement nous concevons, n’est plus (en tous les cas, l’est moins) rejetée et je considère que cela progresse avec rigueur dans le bon sens[3]. Je considère que dès que nous aurons réuni suffisamment d’indications sur l’existence de tels autres univers, ils seront, de fait, intégrés dans notre nouvel univers qui résultera de la somme des nouveaux compris par notre intelligence en évolution et de celui qui est le piédestal actuel de notre spéculation. Dans ce cadre nouveau la vitesse de la lumière en tant que rayonnement n’aura plus le statut de constante universelle.

« Dans cette approche, l'espace-temps ne serait que notre idéalisation des relations entre les éléments de la matière » Pour conclure, je suis d’accord avec cette affirmation car il est évident que nous projetons, et nous ne pouvons pas faire autrement que de projeter nos connaissances qui sont les plus avancées des relations entre les éléments de la matière. Les relations entre les éléments de la matière telles que notre discours scientifique en dit, correspondent à l’état de nos connaissances actuelles et ne doivent pas être considérées comme correspondant à une quelconque ontologie.

Ce que l’auteur nous dit aussi c’est que l’espace-temps est un référentiel essentiel pour décrire ces relations. Cet espace-temps est notre ‘propre’, il n’est pas donné dans la nature, et c’est à partir de celui-ci que notre pensée, se structure, structure, prospecte et spécule avec le plus juste propos.