L'univers en rebond
Auteur
- Martin Bojowald (Écrivain)
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extrait
Le chapitre précédent traitait des solutions cosmologiques univoques dans une théorie donnée, avec des lois imposées. Une tout autre question est celle de l'univocité des lois elles-mêmes. Comme une théorie univoque doit décrire tout ce qui est observable, il nous faut utiliser le concept de n théorie du tout ».
La question de l'univocité de la théorie est d'une tout autre nature que celle de l'univocité de solutions dans le cadre d'une théorie donnée. Il peut paraître difficile de prouver l'univocité des solutions d'un ensemble d'équations, mais la preuve repose sur une procédure mathématique claire. En physique, une solution univoque, si elle existe, a une signification incontestable, prouvée par la comparaison entre ses conséquences et les observations. On peut aussi, en principe, vérifier qu'une solution a un sens physique. Mais comment définir l'univocité d'une théorie ? Comment mener des tests pour vérifier cette univocité ?
Tous les aspects de l'univocité d'une grande théorie contiennent forcément une dose d'arbitraire. L'élaboration de théories est le plus souvent d'abord issue de principes généraux, que l'on aime bien voir se développer en une théorie. Par exemple, la relativité générale dérange les principes traités avec tant de succès par la relativité restreinte et essaie de les
étendre à la force de gravitation. La relativité générale n'est pas la seule façon de réaliser cela et, dans ce sens, elle n'est donc pas univoque. Mais, parmi ses concurrentes, elle est la théorie qui rend le mieux compte des observations et, parmi les théories aussi bonnes, elle est la plus élégante; elle est consacrée par les expériences, et non par une preuve mathématique d'univocité. Le simple fait de parler d'élégance, allusion à un haut degré d'économie mathématique et à la longueur des équations, introduit déjà une part d'arbitraire dans le jugement. Quand les principes souhaités sont suffisamment forts et précis, on peut envisager un traitement mathématique de la question d'univocité, mais comment alors parvenir à des principes capables de museler la fantaisie ? La physique théorique a une évolution historique, comme toutes les sciences, ce qui fait que les principes se fondent d'abord sur des analogies ou des généralisations admises et sur des théories déjà confirmées. Le plus souvent, les principes n'ont pas une forme judicieuse qui saute aux yeux, ils ont été rendus fortement abstraits au cours de leur histoire, ce qui facilite leur transfert vers des théories en cours d'élaboration, mais ne change rien au lent développement permis par la contribution de chaque chercheur. Sur cette idée, on peut voir que les principes et les théories qui en découlent dépendent des courants de pensée traditionnels en physique. Dans les avancées, la physique n'est jamais garantie, au sens où tous les chercheurs concernés, tous les développements seraient unanimes à un instant donné. Même la formulation de certains principes dune façon plutôt que d'une autre dépend des goûts des chercheurs. L'arbitraire peut facilement trouver sa place, principalement du fait d'impulsions pas toujours intellectuelles mais aussi, hélas, parfois politiques, ou résultant de différences de personnalités ou de coquetteries. La paresse peut également intervenir : une fois que l'on a opté en faveur de certains principes, il peut être difficile de s'en écarter, même si l'on reconnaît leur insuffisance. La recherche aussi est pressée par le temps ; cela ne laisse pas la place à une réorientation, qui de plus mettrait en retard - par rapport aux concurrents en matière de publications, de crédits de recherche et de postes. Finalement, on défend les vieux principes pour eux-mêmes, et la vraie physique disparaît du panorama.
Afficher en entierCommentaires récents
Ce livre constitue un bon condensé de physique moderne et de cosmologie. L’auteur utilise un langage qui se veut abordable. Malgré ses efforts de vulgarisation, certaines parties du texte demeurent difficiles à comprendre pour moi dont les cours de physique sont très loins.
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"Est-ce de la physique ou quelque chose d'autre?" m'étais-je posé comme question lors de son achat. Ce titre évoquait quelque chose de similaire à ce que j'avais lu sur le concept de Multivers. Cela ne prit pas cette direction bien qu'on y fera allusion lorsqu'on abordera les trous noirs vers la page 235. En fait il s'agit bien d'une initiation à la gravitation quantique à boucles et plus exactement du cahier de charges d'une telle théorie, les multivers en faisant partie accessoirement. J'apprécie la manière simple selon laquelle l'auteur explique la nécessité d'une telle théorie. Son argumentation confine parfois à celle de Merlin l'enchanteur (concept d'élégance) ou à celle de l'alchimiste tout à son œuvre au noir avec l'aide de sa pierre philosophale. On mélange constante de Planck, vitesse de la lumière et constante de gravitation dans de bonnes proportions, on secoue et laisse reposer et on obtient le système des unités de Planck: longueur de Planck (futur quantum spatial), temps de Planck (futur quantum temporel), etc.... J'ai pu expérimenter cette technique jadis lors de ma préhistoire lorsqu'il m'a été permis de suivre des cours académiques de physique et où l'appareillage théorique était souvent similaire.
Le leitmotiv de ce vulgarisateur reste tout au long de l'ouvrage: visons la compréhension du lecteur pas la méthode d'approche! Dans le cas présent, non seulement il y a un double travail: il faut écrire un livre de vulgarisation ce qui n'a rien de simple mais en outre il faut le faire traduire sans en perdre le sel. En conséquence coup de chapeau au traducteur.
Comme effet positif collatéral, je crois avoir compris ce qu'était le rayonnement de Hawking, chose que je n'avais pas pigé dans un livre de ce célèbre physicien.
Une surprise néanmoins: le Principe d'exclusion de Pauli n'apparaît selon un index fort très utile, qu'en page deux cent-cinq. Je l'avais pourtant trouvé fort utile ce principe dans un cours d'astrophysique pour expliquer différentes forces répulsives: pourquoi je ne passe pas au travers du plancher, la formation des naines blanches, des étoiles à neutrons. Au niveau des quarks, il me semble qu'il pourrait servir de base pour expliquer les forces répulsives de l'instant zéro qui s'opposent aux forces attractives de gravitation ou électrostatique.
Un passage qui à mon sens mérite une amélioration tourne autour de la singularité centrale, du rayon de Scharzschild et des schémas de Penrose.
J'ai consommé ce livre à dose homéopathique, mais j'ai vidé la potion in extenso. Les connaissances acquises lors du cours académique à l'ULB "Structure de l'Univers" s'avérèrent particulièrement utiles pour comprendre le sel de cet ouvrage.
L'auteur clôture son travail par quelques considérations sur la cosmologie extraites des religions, de l'art, des philosophies, d'une œuvre de science-fiction.
C'est une approche ouverte et critique, approche que j'avais déjà rencontrée dans "Multivers: mondes possibles de l'astrophysique, de la philosophie et de l'imaginaire" qui est travail collectif dirigé par Aurélien Barrau. Mais à l'encontre de ce dernier ouvrage, le présent auteur n'évoque pas des idées, il argumente scientifiquement notamment en invoquant la notion de perte de souvenir cosmique
La lecture de ce livre m'a ramené l'espèce d'émerveillement que j'avait eu il y a belle lurette lors de la découverte de la mécanique quantique.
Il me reste différents questionnements auxquels mes lectures ultérieures devront répondre
• Qu'est-ce qui est quantifié le temps ou l'espace, j'en perds mon latin... à moins que cela ne soit indifférent.
• Onde gravitationnelle, qu'est-ce donc?
• Et un sursaut gamma en quoi cela consiste-t-il? Est-ce encore une de mes lacunes personnelles?
• Après le stade naine blanche, étoile à neutrons, il y a-t-il un effondrement encore plus prononcés de ces étoiles à neutron ou sont-elles définitivement stables?
Excellent travail de vulgarisation!
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Date de sortie
L'univers en rebond
- France : 2013-02-21 - Poche (Français)
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Résumé
Et s’il y avait eu un «avant-big-bang» ? Un monde qui se serait effondré sur lui-même avant de rebondir et d’entrer de nouveau en expansion ? En faisant remonter l’espace-temps avant le fameux «point 0» - moment où le volume de l’univers est nul et sa densité ainsi que son énergie sont infinies -, Martin Bojowald montre dans ce livre passionnant que l’univers se comporte comme une balle, rebondissant indéfiniment dans une succession de cycles de contraction-expansion d’environ 14 milliards d’années. Le big-bang serait en réalité un big-bounce, un «grand rebond», transition entre un univers en effondrement et un univers en expansion. Conciliant physique quantique et relativité générale, Martin Bojowald retrace de façon claire le cheminement qui, de la théorie atomique aux dernières données de l’astrophysique, l’a conduit à formuler cette hypothèse, puis à en déduire un ensemble de réflexions sur l’univers et son avenir : si ces cycles reproduisent l’univers de façon identique, dans un éternel recommencement du zéro à l’infini et de l’infini au zéro, alors force est de conclure que notre univers aurait été précédé de son quasi-jumeau.
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