Cosmologie, astrophysique et XBOX ?

C’est une surprise ! En vérifiant les liens conduisant vers le bloque Univers zéro un, voilà que je découvre qu’une communauté de joueurs de Mass Effect, sur XBox, s’intéressent à la physique, et entreprennent une discussion très intéressante sur différents aspects des enjeux de la cosmologie scientifique. C’est tout à fait inusité et rafraîchissant de constater comment les membres d’une communauté peuvent s’entraider pour approfondir un sujet !

En effet, un fil de discussion existe depuis le 14 février 2007 à ce sujet : Mass Effect et la physique. On accuse à tort les jeunes de s’engourdir devant les jeux sur console vidéo, mais en prenant connaissance d’une telle discussion, on se rend compte que c’est un préjugé.

Si on s’en tient à la description de l’environnement du jeu, telle qu’elle apparait sur le site, l’environnement dans lequel il se déroule fait appel à des notions scientifiques.

Nous projetant de 200 ans en avant dans l’Histoire, dans un univers épique, le jeu Mass Effect (effet de masse) propulse les joueurs dans une vaste communauté galactique en danger d’être conquise par un agent légendaire devenu escroc. Une nouvelle expérience spectaculaire, des réalisateurs légendaires BioWare, Mass Effect met les joueur au défi afin de conduire un peloton de combattants de la liberté dans une lutte contre les armées menaçantes afin de reconstituer la paix dans la terre. Enfin, Mass Effect est le premier dans une trilogie de jeux avec une histoire plus qu’envoûtante, où le conflit entre les êtres organiques et l’intelligence artificielle prend vie avec clarté (traduction libre de l’auteur).

Ce qui est étonnant de cette discussion, c’est que le dialogue entre les participants les conduit à faire le tour des enjeux principaux de l’astrophysique, à partir des effets crées par une masse sur l’espace temps, de la remise en question des constantes cosmologiques, de la prise en considération des limites imposées par le mur de Planck et finalement des problèmes reliés à la topologie cosmique, un des thèmes discutés dans le blogue univers zéro un. Ces enthousiastes méritent donc un gros bravo pour leur curiosité intellectuelle ! Encourageant de voir que la science, aussi difficile ses arcanes soient-elles à pénétrer, continue à passionner la jeunesse d’aujourd’hui !

NOBEL de physique 2006 : Autour de COBE !


Time Line of the Universe – Crédit: NASA/WMAP Science Team

LA COSMOLOGIE MODERNE
Une nouvelle page se tourne !

Un peu plus de treize milliards d’années après de début de l’Univers, une nouvelle page de son livre d’histoire s’ajoute au grand album de l’Académie royale des sciences de Suède, le prix Nobel de physique 2006 venant d’être accordé à deux chercheurs ayant contribué à cartographier les traces résiduelles de son explosion initiale : les docteurs John C. Mather et George F. Smoot . Vous avez probablement entendu parler des satellites COBE ou WMAP ou encore vu apparaître régulièrement dans les médias scientifiques et les magazines cette illustration ovale (plus bas) représentant une cartographie du rayonnement fossile de l’Univers, aussi appelé fond diffus cosmologique.

Cette découverte scientifique peut désormais être considérée comme une des plus importantes en cosmologie; elle est un des éléments clé soutenant la cohérence de la théorie du Big Bang.

Ainsi, après maintes années d’exposition au public, même dans des magazines moins spécialisés, ces scientifiques y ayant contribué méritent enfin leurs lettres de noblesse ! C’est un signe de reconnaissance prestigieux de la part de la communauté scientifique, confirmant que ces observations détaillées du rayonnement fossile sont d’ importance égale à la découverte initiale de Penzias et Wilson, eux aussi couronnés du prix Nobel de physique en 1978. Les anglophones pourront désormais utiliser Smoot & Mather – matière douce – pour les désigner, comme si leur nom était prédestiné !

CHRONOLOGIE
Une succession de découvertes

En 1964, les radioastronomes Penzias & Wilson sont gênés par un bruit de fond parasite lorsqu’il tentent d’entrer en communication avec le satellite Echo. Leur tentative d’élimination de cette émission semblant émaner de toutes directions les conduit involontairement à une découverte majeure, alors qu’ils entrent en contact avec d’autres membres de la communauté scientifique. Voilà qu’un chercheur du MIT, Bernard Burke, leur suggère que ce bruit de fond pourrait avoir une origine cosmologique. Cette découverte presque fortuite au départ se transforme rapidement en une découverte majeure, donnant aussi suite aux intuitions de Gamow, Alpher et Herman, dans les années 1940, à savoir qu’un bruit de fond résiduel pourrait provenir du Big Bang. Une série de mesures, avec des moyens limités à l’époque, permit enfin d’établir que cette intuition était fondée.

Cette première série de mesures conduit, beaucoup plus tard entre 1989 à 1993, à la mission COBE (Cosmic Background Explorer). Le lancement d’une sonde dotée d’instruments de mesure beaucoup plus précis permet d’effectuer les premiers relevés du rayonnement fossile. Cette image, tirée de la banque multimédia de la mission, permet de constater que les fluctuations du rayonnement sont très faibles : une mesure de différence de température de 1 sur 100 000, soit un cent millième de degré, relativement à une température uniforme moyenne de 2.73 degrés Kelvin du champ observé. Ces infimes différences dans le résidu de l’explosion initiale, même si elle ne constituent que des fluctuations très légères, sont considérées comme suffisantes pour être à l’origine de la disparité énorme des structures qui populent maintenant l’Univers : des amas de galaxies côtoyant de vastes régions de l’espace où elles sont absentes. Comme dans les modèles météorologiques – en se référant à la sensibilité aux conditions initiales dont il est question dans la théorie du chaos – ces infimes différences ont été déterminantes pour générer ces structures.

Depuis 2001, la mission WMAP (Wilkinson Anisotropy Probe) permet de produire une carte encore plus détaillée de l’Univers, dans ses premiers moments, mais avec une sensibilité 45 fois plus grande que la mission précédente. Pour faciliter la compréhension, rappelons que sur cette image les couleurs indiquent des points plus chauds (rouge) et moins chauds (bleu), tandis que les barres blanches indiquent la direction de la polarisation de la lumière plus ancienne. Il ne s’agit donc pas d’une représentation visuelle de l’Univers – à ne pas confondre – mais bien d’une représentation de ses variations de température, mesurée à une grande échelle et sur de grandes distances. En fait, c’est comme un thermomètre : une thermographie en trois dimensions des premiers instants de l’Univers. Cette nouvelle information permet de déceler encore plus précisément quand les premières étoiles se sont formées et procurent de nouveaux indices sur les événements qui se seraient produit dans le premier trillionième de seconde de l’Univers (10-12 seconde).

Comme les deux premières missions ont apporté des résultats intéressants, mais avec un degré de précision qui n’est pas encore satisfaisant, une troisième mission majeure suivra celle de WMAP de 2007 à 2009. La mission PLANCK permettra d’atteindre une précision de mesure infiniment plus grande. Sur la gauche, l’illustration est une simulation du type de carte qui pourrait s’obtenir à partir des mesures de la sonde qui sera expédiée dans cette mission. Jusqu’à date, l’existence des galaxies dans leur configuration actuelle indique aussi qu’il suffit de variations très minimes de température pour que le modèle conserve sa cohérence. Ces minimes changements sont en quelque sorte les «graines» – sous forme d’aspérité de la température. Cette nouvelle mesure pourra maintenant s’effectuer à un degré de précision qui peut déceler une différence de 1 sur 5 000 000 de degré, permettant ainsi de produire des simulations encore plus précises de la formation des amas de galaxies à partir des nuages de gaz initiaux.

Bien sûr, ce sommaire n’expose que les points essentiels; en examinant le sommaire des objectifs scientifiques de ces missions (COBE – WMAP – PLANCK) sur leurs sites respectifs, on peut constater de légères différences malgré un fond commun.

UNE DOUBLE CONSÉCRATION ?
Cosmologie et géométrie euclidienne

La lecture du texte de présentation grand public du Nobel de physique 2006 risque de créer un remous pour qui veut lire entre les lignes.

« [...] Le projet COBE peut aussi être considéré comme le point de départ pour la cosmologie en tant que science exacte : Pour la première fois, des calculs cosmologiques (comme ceux concernant la relation entre la matière sombre et la matière ordinaire, visible) ont pu être comparés avec des données réelles de mesure. Ceci transforme la cosmologie en vraie science (plutôt qu’une sorte de spéculation philosophique, comme la cosmologie traditionnelle).

[...] La conclusion semble aussi être que l’Univers est Euclidien – autrement dit, que notre géométrie nous disant que deux lignes parallèles ne se croiseront jamais semble tenir,  même à une échelle cosmologique. »

The Nobel Prize in Physics 2006
From unexepcted noise to precision Science

Ces propos sont intéressants à double titre, voulant d’une part promulguer définitivement la cosmologie au rang de science exacte, mais d’autre part évoquant aussi ce credo Euclidien de la géométrie. Cette allusion n’est-elle pas clin d’oeil, presque moqueur, à une partie de la communauté scientifique - les théoriciens de la physique – qui tente tant bien que mal d’inscrire nos existences dans un espace géométrique non euclidien, en deçà de dimensions apparemment cachées de l’Univers ?

Il faudra voir, dans les prochaines années, si la physique théorique saura conduire ses chercheurs au podium de L’Académie Royale des Sciences de la Suède ! Et surveiller aussi qui réagira à cette déclaration pour le moins inusitée ! Les auteurs Peter Woit et Lee Smolin, dont les ouvrages ont été sommairement présentés dans ce blogue, devraient sûrement sourire devant cette proclamation euclidienne, puisque leur essai constitue un regard très critique sur la physique théorique.

Cette déclaration univoque ramenant la géométrie euclidienne à l’ordre du jour, et nous invitant à errer encore pendant longtemps entre des lignes parallèles, aura-t-elle des conséquences sur les recherches sur les modèles cosmologiques alternatifs ? Est-ce une institutionnalisation encore plus définitive du modèle standard, devenant une nouvelle frontière à l’hérésie ? En fait, pourrait-on voir des traces d’un certain fondamentalisme scientifique devant une telle déclaration ?

Donc, même si la cosmologie est sur la voie de devenir une science exacte, ajoutons une note légère et un peu d’eau au moulin des débats à venir. Mentionnons que la physique théorique, au lieu d’offrir un modèle cosmologique unique, propose un nombre incalculable de modèles. Nous écrivions dans un billet précédent qu’une récente recherche suggèrerait qu’il y aurait 10500 théories M parfaitement valables, chacune décrivant une physique différente.

Cette opinion est reprise différemment, avec une certaine pointe d’humour faut-il  dire, par le journaliste scientifique George Johnson du New-York Times dans un article intitulé Oh, for the Simple Days of the Big Bang.

« Si on décompte le nombre d’univers imaginables, chacun avec une dose différente d’énergie sombre, il est si vaste qu’il “est mesuré non en millions ou en milliards, mais en googol ou en googolplex”. (Avant qu’il ait été transformé en nom d’engin de recherche, un googol a été défini comme étant 10 à la puissance de 100 et un googolplex comme étant 10 à la puissance googol.) Pourquoi nous retrouver par exemple dans l’univers numéro 110 310 077 252 serait encore une tautologie : si nous n’y étions pas, nous ne serions pas ici pour demander. »

Voilà donc de quoi faire sourire et effectivement nous ramener à la géométrie euclidienne dans notre Univers numéro 01 pour le moment… univers zéro un pour reprendre le titre de ce blogue ! Le plancher parait-il maintenant plus solide ? Les fondations du modèle standard sèchent dans leur nouveau coffrage, tout du moins.

APOSTILLE 2006-10-23
Savoir changer de point de vue

Je dois nuancer mon propos de la section précédente, suite à un éclaircissement prodiqué par Robert Lamontagne, en réponse à mon commentaire laissé dans son billet Nobel et Cosmologie, dans le blogue Science ! On blogue Astonomie.

Lui ayant fait part de mon observation sur cette remarque de l’Académie, à propos de la géométrie euclidienne, il me répond fort à propos – je cite ici l’essentiel de sa réponse :

Je ne suis pas convaincu que la déclaration accompagnant le Nobel de cette année soit un “clin d’oeil” aux théoriciens de la cosmologie. J’y vois plutôt la reconnaissance du fait que les récentes observations du rayonnement fossile permettent de trancher de façon définitive (?) entre plusieurs représentations géométriques possible de l’Univers observable.

Les modèles cosmologiques basés sur la théorie de la relativité générale proposaient 3 géométries possibles pour notre Univers: une géométrie à courbure positive (un Univers fermé, fini, et dont la durée de vie est finie), une géométrie à courbure négative (un Univers ouvert, infini dans le temps et l’espace), ou une géométrie à courbure nulle (un Univers euclidien ouvert et infini dans le temps et l’espace).

Cette réponse n’a pu que m’inciter à me ralier sans réserve à son observation judicieuse, et j’ai ajouté ceci, en partie, pour clore la discussion :

En y réfléchissant à deux fois, je me ralie à votre interprétation, effectivement ! En reprenant les termes cruciaux de la citation de l’Accadémie, sur la géométrie : « [...] basis for calculations concerning the fundamental shape of the Universe. [...] even in the cosmological scale ».

Ainsi «forme fondamentale» et «échelle cosmologique» peuvent effectivement référer aux trois géométries possibles de l’Univers OBSERVABLE comme vous le dites si bien. Ces trois modèles, qu’on mentionne dans tous les ouvrages, n’auraient rien à voir en quelque sorte, avec la potentielle géométrie différente à une échelle sub-planckienne, effectivement ! Bref, nous voilà à nouveau à cheval entre le microcosme et le macrocosme, entre la relativité et la mécanique quantique.

Donc, voilà qui peut adoucir ma critique précédente de l’Académie, où je m’était aventuré un peu trop rapidement sans suffisamment réfléchir. Comme quoi on peut revenir sur ses positions, même si ceci ne demeure que de la petite histoire, dans un blogue qui n’est pas tenu par un scientifique. Nous apprenons sans cesse, bref ! Impossible de ne pas remercier chaleureusement M. Lamontagne pour cette mise au point…

OPPORTUNITÉ DE LECTURE
Les rides du temps

Cette consécration de la mission COBE constitue une belle opportunité pour se familiariser avec l’histoire de la mission COBE en ajoutant un livre à sa bibliothèque personnelle ! Un des deux récipiendiaires du Nobel – George Smoot – a publié l’essai Wrinkles in Time, maintenant traduit dans la collection Champs Flammarion. Même s’il date de 1994, avant la mission WMAP, cet essai expose les éléments essentiels de cette «découverte du siècle», selon Stephen Hawking. En quatrième de couverture, on nous la présente comme une aventure – une intrique : « quinze ans de recherches pendant l’âge d’or de la cosmologie, à traquer l’antimatière, à lancer des ballons, à utiliser l’ancien avion espion U-2 pour envoyer des radiomètres dans la haute atmosphère, à convaincre la NASA, après l’échec tragique de Challenger, de s’intéresser au satellite COBE ».

D’ailleurs, un des aspects passionnants de la recherche scientifique, c’est lorsqu’elle est racontée en s’insérant dans la trame du vécu. C’est à ce moment que le récit scientifique emprunte la voie romanesque, démontrant bien comment la science peut alimenter nos existences.

QUESTION
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  1. Après cette déclaration que L’Univers est euclidien, quelle attitude devons adopter face aux travaux de physique théorique qui explorent les dimensions cachées ?
  2. Cette consécration des théories prédictives ajoutant plus de poids à la théorie du Big Bang ferme-t-elle la porte aux autres théories ?
  3. Doit-on continuer à investir dans ce genre de recherches ?

 RÉFÉRENCE

Niveau 201 – Bibliothèque de Signets mise à jour régulièrement sur le sujet

Rayonnement fossile

Trois fois passera… ou quatre ?

Que réserve ce blogue aux lecteurs et lectrices pour l’automne 2006 ?

Après deux mois de silence et de réflexion, il me semble que notre regard ne doit pas se tourner uniquement vers notre lointain passé, ni vers des horizons inaccessibles aux confins ou limites de notre Univers connu. Il doit aussi se tourner vers le futur de l’Humanité, vers les percées de notre intelligence, autant individuelle que collective. Il doit aussi être interpellé par cette soi-disant crise de l’énergie que nous créons en gérant mal les ressources de notre planète – nous l’avons déjà évoqué dans le passé.

L’Humanité est actuellement plongée dans une espèce de crise d’adolescence. Nous ne nous ramassons pas, dans notre chambre, même si Mère Nature commence à nous gronder en nous demandant d’y faire le ménage. Nous sommes trop occupés à autre chose : il y a tant à explorer, la technologie pouvant facilement nous distraire dans l’Ordre du Spectacle.

Incapables donc de comprendre notre passé et le mystère de notre naissance, troublés par un futur incertain où des machines intelligentes pourraient nous ravir le contrôle de notre planète, et en plus incapables de faire le ménage de notre environnement… Ne serait-ce pas suffisant pour nous plonger définitivement dans une sombre vague de pessimisme ? Pourtant, nous ne savons rien encore, il y a de quoi nous occuper au lieu de désespérer !

1. 96 % de l’Univers nous échapperait-il ? Cela m’avait échappé…

Composition de l'UniversÀ titre d’exemple, un documentaire récent de la BBC, Most of Our Universe is Missing, diffusé sur les ondes de Radio-Canada, expose ce houleux débat autour de la matière sombre, cette partie manquante de l’Univers qu’on tente d’incorporer dans le nouveau modèle standard cosmologique. Malgré de nombreuses lectures en astrophysique, dois-je avouer que cette émission a eu un effet choc. Je ne m’étais pas encore penché sur cet aspect de la recherche cosmologique, étant encore en train de digérer Le roman du Big Bang de Simon Singh et les complexes problèmes de géométrie non euclidienne reliés à la théorie des cordes dans l’Univers élégant de Brian Greene. Voilà bien la conséquence d’une recherche personnelle, quand on est chercheur sans papiers !

Ironiquement, ce nouveau modèle standard s’appuie sur trois composantes dont la plus grande partie nous échapperait : la matière, ce maigre 4% d’atomes qui composerait l’Univers. Elle serait déclassée par la matière sombre qui en constituerait 21% et l’énergie sombre qui complèterait le tout de ses 75%… donc un beau 96 % qui manque à l’appel; nous vivons dans un tel Univers, pourtant !

Que conclure momentanément ? Beaucoup de phénomènes cosmologiques qu’on ne comprend pas encore, malgré nos observations les plus poussées, peuvent nous plonger dans la perplexité. Les données les plus récentes recueillies par le satellite WMAP – c’est un peu le fils du premier satellite COBE – appuieraient le nouveau modèle inflationniste de l’Univers pour soutenir le nouveau modèle standard, plus particulièrement cette nécessité de disposer de suffisamment d’énergie pour que cette inflation soit possible.

Pour les esprits plus curieux, qui veulent réviser les fondations du nouveau modèle cosmologique, un suite d’articles intéressants permet de faire le tour de ce sujet assez rapidement; une espèce de Cosmologie 101 qui reprend les éléments essentiels pour comprendre notre Univers, à la lumière de l’expertise des scientifiques du vaste projet de recherche gravitant autour des observations réalisées à l’aide de WMAP.

2. Simulacre et simulations – à la Baudrillard !

Fait notable, le rôle joué par les simulations informatiques a été prépondérant dans cette succession de d’incertitudes venant ébranler certaines théories scientifiques, dans une épopée qui s’étend sur plus de quinze ans, résultant en un changement de paradigme dans notre perception de l’Univers – nous reviendrons sur ce sujet dans la série Calculons-nous mieux que l’Univers.

Alors, quelle leçon tirer de cette succession de doutes, d’observations et de découvertes ? Malgré la richesse des informations prodiguées dans ce documentaire, après l’avoir visionné maintes fois, et pris des notes comme il se doit, je retiens un argument et une observation tout à fait pertinente du docteur Mike Disney, un des contestataires de ce nouveau modèle.

Son argument principal repose sur la comparaison entre les modèles mathématiques utilisés pour conduire des simulations informatiques et les lois physiques qui régissent l’Univers. Il fait justement remarquer, à propos du projet de simulation Millenium - une simulation démontrant l’impact de la matière noire sur la formation des galaxies, conduite par le professeur Carlos S.Frenck – que les résultats d’une simulation informatique, même s’ils sont semblables à une partie de notre univers observable en bien des points, ne doivent pas nous conduire à inférer que l’Univers répond aux mêmes lois que celles utilisées par la simulation. Autre détail sur lequel nous reviendrons.

La pertinence de son observation nous plonge en plein coeur de l’épistémologie, au coeur même du problème de la connaissance :

« Le plus grand obstacle à l’avancement de la science, c’est l’illusion de la connaissance, l’illusion qu’on sait déjà ce qui se passe alors qu’on ne le sait pas ».

Voilà qui pourrait nous inciter à repenser notre façon d’aborder la cosmologie, en examinant le progrès scientifique non seulement dans ses faits ou ses observations, mais dans la manière de nous représenter l’Univers, plus particulièrement à travers la trame narrative racontant ses origines, une fois de plus. Il est de plus en plus difficile d’ailleurs de nous passer de ces magnifiques images animées qui résument en quelques secondes des milliers ou des millions d’années d’interactions entre différentes composantes de la matière, qui remplacent maintenant ces images ou ces photographies que nous avons été habitués de contempler dans notre jeunesse.

Ignorer les faits scientifiques pourrait être grave, mais ignorer que ce que nous voyons est de l’ordre de la simulation, malgré la beauté des images de synthèse, peut être une forme d’ignorance qui passe sous silence dans la culture ambiante, donnant valeur de vérité à une réalité virtuelle, factice en quelque sorte.

Factice ? Oui, Les fictions de la science. « Quark, nombre complexe, ancêtre commun, gène… Faut-il croire aux entités théoriques de la science ?», comme le sous-titre ce magnifique numéro hors-série de la revue Science et avenir, juillet-août 2006. Si vous devez acheter une seule revue scientifique cet automne, c’est celle-ci… d’autant plus que la bibliographie qui y est proposée ouvre bien des horizons pour qui veut réfléchir aux différents scénarios fictifs qui nous sont proposés non seulement dans le domaine de la cosmologie, mais aussi de la biologie ou des mathématiques.

Alors, voilà bien ce qui pourrait nous inviter à la dispersion, devant cette variété incroyable de nouveaux objets – ou sujets -de curiosité. N’est-il pas le temps, en cette session d’automne, de revenir aux racines de ce blogue, pour les quelques mois à venir, tout du moins ?

3. La simulation n’est pas l’histoire – histoire de se démêler un peu

Après bien des années à me pencher sur le roman cosmogonique, et malgré une accumulation incessante d’ouvrages traitant d’astrophysique, me voilà encore piégé devant certaines questions fondamentales qui m’avaient échappé.

Sans professeur ni curriculum de cours pour encadrer mon investigation personnelle, il me faut bien tenter de surseoir à ces écueils, ne serait-ce qu’en étant attentif uniquement à l’enfilade des titres proposés par des magazines de vulgarisation scientifique ou des ouvrages qui me guident momentanément, de manière intuitive.

J’accompagne l’homme de la rue, le citoyen moyen, exerçant une profession non scientifique, tout en étant confronté aux discours des grands philosophes ou des grands savants de notre époque. Exaspéré parfois devant le manque de temps, je voudrais bien passer des semaines et des semaines enfermé dans la bibliothèque pour étudier uniquement, sans avoir besoin de travailler. Maintenant dans la cinquantaine, sans réelle sécurité financière, il me reste parfois à rêver, à développer une volonté – insuffisante pour le moment – permettant de mieux prendre en main ma santé et ainsi espérer, dans une dizaine d’années, quitter le marché du travail pour enfin plonger toute la journée durant au coeur des questions primordiales enveloppant ce merveilleux Univers.

Voila en quelque sorte une confession, acte d’humilité de quelqu’un qui aurait voulu devenir chercheur ou écrivain, mais qui s’est dispersé sans discipline en butinant allègrement d’un livre à l’autre, laissant filer le temps aussi à travers de longues périodes de paresse… cela n’enlève rien à mon bonheur, sachant bien que je m’occupe bien et risque peu de souffrir d’ennui.

Ceci dit, il faut donc s’inventer une espèce de rentrée virtuelle, une session d’automne qui devrait être marquée d’un thème particulier, puisque le printemps nous a vu un peu éparpillé. C’est un peu comme proposer un programme de lecture, se concentrer sur un thème particulier puisque l’heure est au choix. Cybernétique ou cosmologie ?

Je prends le virage cosmologique pour le moment, mais sous l’angle de l’incertitude plus particulièrement. La série de billets Calculons-nous mieux que l’Univers est la série qui a le plus de potentiel, d’autant plus que la lecture de l’ouvrage de Lévy est terminée et que je suis maintenant dans Decoding The Universe de Seiffe.

Pour résumer, nous devons continuer à nous interroger sérieusement sur notre manière de percevoir l’Univers, sous forme de tranches de récits simulés, à l’aide d’images de synthèse modélisées, à partir de modèles mathématiques reproduisant le plus fidèlement possible les grandes lois physiques. Gardons à vue que ces récits simulés reposent souvent sur des systèmes considérés comme stables, permettant ainsi un passage cohérent, de manière déterministe, entre des conditions initiales et des conditions finales, sans rien d’extérieur pour influencer. En relisant cette dernière phrase attentivement, vous pourrez y reconnaître le germe de nouvelles limites qui s’imposent à ces nouvelles fables.

S&V HS 146Parmi ces doutes qui chapeautent cette nouvelle session, une autre inspiration pour la rentrée a été aussi de revenir sur un autre magnifique numéro hors série de Sciences et AvenirL’Univers est-il sans histoire – abandonné cet été sur la table à café de la bibliothèque. En sous-titre, de manière presque provocante, on lance : « Si l’Univers a une histoire, alors son évolution comporte des événements qui résisteraient à toute explication théorique ». Me voilà surpris et médusé ! Mais en lisant quelques articles, que j’ai déjà pris soin de bien souligner, je me suis effectivement aperçu que j’étais piégé par certaines questions fondamentales, n’ayant pas encore eu l’opportunité de méditer aux conséquences de l’utilisation de lois physiques – dont on établit au départ la pérennité comme si elles étaient là en suspens dans l’Univers et tout à fait éternelles – afin de pouvoir raconter l’histoire des phénomènes dans une succession de changements d’états.

À la lumière de cette réflexion sur l’histoire, car dans la culture scientifique il faut aussi réfléchir à cette notion nécessairement – on peut relire le paragraphe précédent encore une fois et constater que nos récits simulés viennent d’en prendre encore un peu plus pour leur rhume. Particulièrement si, en plus de nous présenter simplement des phénomènes, elles deviennent pour la plupart des gens LA représentation historique, ce qui serait tout à fait différent. Et voilà une perle au collier des citations, pour nous placer dans l’ambiance de ce numéro, par nul autre que Illya Prigogyne, dans un article qui n’est pas loin de l’hermétisme :

« Malheureusement, la science est un domaine très vaste et les chercheurs qui s’occupent de cosmologie ne connaissent pas souvent la physique des phénomènes de non-équilibre; et d’habitude ceux qui s’occupent de physique de non-équilibre connaissent peut la cosmologie ».

Voilà donc une belle case vide qui nous permet de reprendre un propos de Pierre Lévy, lorsqu’il mentionne la diversité des créations culturelles – la cosmologie et ses simulations, à ce titre, peuvent aussi être considérées ainsi. Il nous interpelle en indiquant que «face au tableau de toutes les formes possibles, la tâche nouvelle du créateur est d’y découvrir une case vide afin d’y laisser sa marque ». Dans ce sens, en considérant la remarque de Prigogyne, il n’est pas difficile de s’apercevoir que la cosmologie moderne aurait son propre jeu de cases vides et que l’utlisation presque surabondante des simulations, pour étayer ses fondements théoriques, laisse encore beaucoup de place à de nouvelles interprétations.

D’ailleurs, en reculant au moment de la révolution copernicienne ou galiléene, en plein changement de paradigme, pourrait-on s’imaginer maintenant que les principaux acteurs impliqués dans le passage d’un univers géocentrique à un univers héliocentrique ne se doutaient pas être cités sans cesse, dans les siècles suivants, comme des instigateurs d’un nouveau savoir ? À même titre, ne serions-nous pas actuellement au coeur d’une nouvelle révolution copernicienne, devant cette communauté scientifique qui a peine à sortir de certaines ornières de modèles théoriques, indémontrables par expérimentation.

La matière sombre ou l’énergie sombre, ces entités théoriques, des commodités à la limite, qui soutiennent le nouveau modèle cosmologique standard, pourraient-t-elles un jour être abondonnés, comme on a abandonné la sphère extérieure des étoiles suite aux propositions de l’astronome Thomas Digge, au XVième siècle ? Et que penser de cet entremêlement inextricable des équations soutenant la théorie des cordes, où les physiciens théoriques se complaisent dans des hypothèses élégantes mais indémontrables scientifiquement pour le moment ? Ou, comme nous le disions précédemment, quelles nouvelles questions viendront nous barrer le chemin après les premières expériences qui seront réalisées suite à la mise en marche de l’accélérateur de particules LHC du CERN ?

Bref, avouons que le vocabulaire scientifique, malgré toute sa rigueur, ne permet pas un interaction entre toutes les disciplines, pour mieux décoder notre cosmologie. À la limite demeure encore un immense schisme entre les sciences appliquées et les sciences du savoir, comme la philosophie ou l’anthropologie, là où il doit aussi être possible de s’interroger sur le sens véritable de nos représentations ou de nos modèles intériorisés de la réalité. Cette notion d’histoire, sous-jacente à une succession d’événements qui ne répondent pas nécessairement à des lois, semble alors inadéquate à appliquer dans le cas des simulations, qui n’illustrent en fait que la succession de phénomènes, d’états de systèmes, dans le temps, assujettis à des lois physiques et déterministes. Quelle place peut-on faire au chaos, aux systèmes instables et à la limite à un peu de magie ou de merveilleux ? - Holà, cette petite fibre Pauwells Bergier qui refait surface !

Voilà donc que l’homme de la rue que je suis doit bien modestement avouer qu’il s’est enfargé non dans les fleurs du tapis, mais sur un pavé en travers de son trottoir ! Il reste encore bien des croûtes à manger pour que ce blogue puisse se prétendre rigoureux. Il est un bon exercice d’apprivoisement d’un monde scientifique très vaste. De plus en plus facile de comprendre que la cosmologie contemporaine demande un effort d’imagination hors du commun, en dehors du savoir populaire et répandu. Il y a de quoi à perdre son latin, avant de pouvoir se sentir vraiment à l’aise !

     

Il y a quelque chose qui m’intrigue aussi, que je n’ai pas encore eu le temps d’examiner : comment réagissent les lecteurs et les lectrices de magazines, lorsqu’ils parcourent les kiosques à journaux, et se retrouvent avec des titres chocs, tels que Notre galaxie est-elle une cannibale ?, Qu’y avait-il avant le Big Bang ?, Le monde existe-t-il vraiment ?, Big Bang, il n’a peut-être jamais eu lieu (Science & Vie, nos. 1049, 1054, 1057, 1063). Ne serait-pas un petit projet intéressant sur sémiologie des pages couverture pour un étudiant ou une étudiante se cherchant un sujet d’essai ! Les titres à sensation contribuent-ils à changer le modèle intérieur de la réalité des gens et qu’en reste-t-il dans l’imagerie populaire ? La science, dans ses manifestations populaires, tente aussi de vendre sa copie. Ce serait intéressant de pouvoir connaître le tirage de ces numéros.

En résumé, mon intérêt serait de deux ordres, pour le moment :

  • Débusquer les principaux débats, par intérêt et par passion personnelle – car à vrai dire toutes ces lectures im-précisent de pus en plus cette représentation naïve de l’Univers que j’avais sans doute il y a quelques années à peine – ne me posant pas toutes ces questions.
  • Plus récemment, le désir de comprendre aussi comment les autres se représentent l’Univers a fait surface. Je vois comment les scientifiques le font, mais j’aimerais tant partir avec une caméra vidéo en main, me promener et demander au hasard des rencontres qu’on me raconte la création de l’Univers, son histoire, ou tout autre aspect relatif à nos origines. Ce serait sans doute fort instructif ! Voilà qu’il faudrait devenir un Fellini ou un Lelouch de la cosmologie, en quelque sorte !

 4. Un astrophysicien romancier ou un romancier astrophysicien ?

Trois fois passera ou quatre, déclarais-je en titre de billet… Alors, pour demeurer en appétit, laissons nous sur cette question, que nous explorerons dans un prochain billet, très bientôt : pouvons-nous lire l’oeuvre d’un astrophysicien comme l’oeuvre d’un romancier ?

Expérience en cours, vous dirai-je. Mais ce billet tire déjà en longueur. Il faut bien vous laisser respirer un peu !

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Matière sombreÉnergie sombre

Plus vite que dans le tunnel Louis-Hyppolite Lafontaine

Une partie du tunel

Après avoir écrit et lu depuis quelques semaines sur les accélérateurs de particules, il fallait bien un roman pour m’amener dans une dimension plus concrète de ces immenses machines.

Et juste avant d’entamer le chapitre XVI du roman de Dan Brown, je me suis imaginé soudainement plongé dans le sous-sol de cette immense et quasi infernale machine. Anges et Démons. Lucifer. Celui qui apporte la lumière.Et soudain, dans un sous-sol humide, ce grand tunnel qui s’étend sur 27 kilomètres de circonférence, avec ce tube, ce magnifique tube comme il apparaît dans une des illustrations.

Je voulais m’endormir. Mais je n’ai pu m’empêcher de me payer une petite visite virtuelle à la plus grande machine du monde. Étonnant d’autant plus, le tunnel semble presque rectiligne, étant donné la circonférence du cercle.

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Le déclin des accélérateurs de particules américains

Les Américains perdent du terrain

Non. Ce n’est pas la mort d’un commis voyageur, de Arthur Miller, certes. Mais plutôt une suite d’événements tragiques, dans la grande histoire de la science, comme dans sa petite histoire, qui servira de prétexte pour continuer la rédaction d’un billet consacré à la physique des particules, qui était déjà en chantier depuis quelques semaines.

Cherchant toujours une manière différente de présenter l’actualité scientifique, guidé par on ne sait quelle inspiration, une fois de plus le hasard a très bien fait les choses. Ouvrant le numéro d’avril de Scientific American, dans le métro, la page éditoriale attire mon attention avec son titre assez alarmiste : The Collider Calamity! Cela ne fait pourtant pas partie des habitudes de ce sérieux magazine de coiffer ses titres d’un ton alarmiste…

On discute fréquemment du déclin de l’empire américain – pas seulement du film de Denys Arcand – et l’éveil du dragon, cette ascension fulgurante de la Chine, un signe parmi tant d’autres les Américains sont en perte de vitesse dans bien des domaines, malgré leur impératif désir de dominer le monde.

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Nouvel état de la matière

Eh bien, voila une nouvelle qui peut réjouir ici les curieux. 

« Une équipe internationale de physiciens rapporte dans l’édition courante du journal Nature avoir converti trois atomes ordinaires en un nouvel état de la matière, donnant ainsi vie au concept défendu dès les années 70 par le scientifique russe Vitaly Efimov.» 

Article dans Futura Science -  Efimov : obtention d'un nouvel état de la matière !

Tsunami causé par une explosion cosmique ? 1.3

Simulation, par un artiste de la NASA, des rayons partant de SGR 1806-20 et impactant l’atmosphère terrestre, le 27 décembre 2004.

Questionner son imagination

Attention ! Ce billet doit être lu avec circonspection. Les faits y étant présentés pourraient sembler étranges. Pourtant, ils sont simplement le produit d’une imagination très fertile. Une apostille, en date du 4 juin 2006 est ajoutée à la fin du billet, pour élucider les faits. Donc, ce billet est un exercice pour questionner l’imagination de l’auteur.

Un banal journal de recherche personnelle

Cette étrange histoire débute l’an passé. Dans un cahier de notes de recherche j’écrivais ceci, samedi après-midi le 19 février 2005. Ces premières notes, manuscrites à l’époque, sont d’ailleurs à l’origine de mon premier blogue personnel, ouvert en juin 2006 sur MSN Spaces. C’est dont pendant l’hiver 2005 que j’ai commencé à écrire sur ce sujet plus spécifiquement, sans savoir que ces notes de recherche se retrouveraient plus tard sur un blogue.

« Étonnant de pouvoir ainsi constater que dans cette découverte de l’Univers, nous vivons en quête permanente de réponses; que nous avons déjà commencé à envoyer des messages dans l’espace destinés à d’autres civilisations potentielles d’une part, et que notre imagination fertile puisse simultanément adhérer à des opéras cosmiques tels que celui proposé par Arthur C. Clarke d’autre part; tout ceci afin de pouvoir nous imaginer quelles seraient les conséquences de l’inscription de nos propres existences dans un réseau galactique.

Dans l’état actuel de nos connaissances, nous avons peine à appréhender, malgré tous nos instruments scientifiques, ce qui ce passe dans le voisinage de l’amas de Galaxies dans lequel notre Voie Lactée est en suspens, l’amas local de la vierge. Et encore plus étrange de constater que les nouvelles de voisinage nous parviennent aussi en retard, mais vraiment en retard, plus nous ouvrons notre lucarne pour regarder loin.

Si ces derniers jours, je suis informé qu’une immense explosion s’est produite à l’autre bout de la galaxie, il y a cinquante mille ans, combien d’humains sont au fait de cette troublante manifestation d’un univers en perpétuelle transformation ? Maints événements cataclysmiques ne sont que des phénomènes cosmiques, après tout. Mais nous cache-t-on certains phénomènes plus troublants encore ?

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EXPANSION DE L'UNIVERS : Un des paradoxes du Big Bang

Scientific American examine six lacunes conceptuelles communes, éprouvées devant le Big Bang : l’explosion dans le vide, la vélocité d’éloignement des galaxies, leur visibilité, les causes de leur décalage vers le rouge, le rayon observable de l’Univers et l’expansion de ses objets.

UNIVERS EN EXPANSION
Expansion de nos conceptions

 Scientific American: Misconceptions about the Big Bang [ COSMOLOGY ]
Baffled by the expansion of the universe? You’re not alone. Even astronomers frequently get it wrong

Rappelons que de nombreux modèles cosmologiques sont en concurrence et difficiles à comprendre pour le public, en général.  Évoquons la théorie de l’inflation cosmique, par exemple, où le volume de l’Univers se multiplie à une vitesse effrenée dans un temps infime, ou le problème de la séparation de quatre énergies fondamentales, unifiées au départ. Sans oublier que trois dimensions géométriques se déploieraient simultanément au temps qui naîtrait, alors que d’autres dimensions resteraient replieés derrière le mur de Planck. Beaucoup de phénomènes survenant en peu de temps !

Les auteurs à démontrent brillamment qu’il est possible d’effectuer une synthèse rapide de la nature des phénomènes que nous tentons de comprendre, relativement à l’expansion de l’Univers en particulier. Nous prenons rapidement conscience que nous sommes avant tout prisonniers de nos conceptions. – et perceptions Dans cet ensemble de spéculation théoriques, en considérant l’état actuel des connaissances, six éléments critiques devraient être considérés en se référant à l’expansion de l’Univers (en traduction libre) :

  1. « Le Big Bang est comme une bombe explosant à une certaine location dans un espace préalablement vide.
    • NON! Le Big Bang est une explosion de temps et d’espace, et non une explosion dans le temps et dans l’espace.
  2. Les galaxies ne peuvent pas avoir une vélocité d’éloignement supérieure à la vitesse de la lumière.
    • NON! Elles le peuvent, en raison de l’expansion simultanée de l’espace.
  3. Nous ne pouvons pas voir les galaxies qui s’éloignent plus rapidement que la vitesse de la lumière, en raison de 2.
    • NON! Mais la lumière parvient en retard, ayant parcouru une plus grande distance. L’horizon cosmologique est un horizon temporel, mais non spatial.
  4. Le décalage vers le rouge – effet Doppler – est causé par le déplacement des galaxies à travers l’espace.
    • NON! Car les rayons lumineux sont égaalement étirés par l’expansion de l’espace.
  5. L’Univers datant de 14 milliards d’années, le rayon de sa partie observable est limitée à cette distance.
    • NON! Encore une fois, l’expansion de l’espace (euclidien) affecte aussi l’horizon des événements.
  6. Les objets à l’intérieur de l’Univers sont aussi en expansion.
    • NON! Infime et infini ne sont pas les mêmes phénomènes – on vit encore avec le dilemme «mécanique quantique» et «relativité», qui n’est pas réglé.

NIVEAU 201
Bibliothèque de signets – Référence

Version révisée le 2006-11-08