Il y a quelques semaines,  un étudiant espagnol de 17 ans  en préparation d’un double diplôme  du bachillerato espagnol et du bac français (le Bachibac), m’a écrit pour me dire qu’il avait choisi pour son travail de recherche le thème de l’énigme de l’univers.  Voici le questionnaire qu’il m’a envoyé, et les réponses que je lui ai données.  Cela peut servir pour tous les jeunes du même âge… au cas où ils liraient mon blog! On n’est pas sérieux quand on a 17 ans, écrivait Rimbaud. Vraiment ?

1/ Pour quoi êtes-vous devenu un scientifique ?

J’ai longtemps hésité entre les disciplines artistiques, que j’ai aussi beaucoup pratiquées (littérature, musique, peinture), et les sciences. J’ai fini par choisir ces dernières compte tenu de mes études de mathématiques, et lorsque j’ai compris que la recherche scientifique pouvait être aussi créative et imaginative que la pratique artistique.

2/ Si vous devriez recommencer à zéro vos études, est-ce que vous choisiriez le même domaine ?

Probablement oui. Mais, si les conditions familiales avaient été favorables, je serai peut-être devenu compositeur de musique, pianiste ou chef d’orchestre.

3/ À votre avis, quelle est la relation entre la physique et la philosophie ?

Relation variable selon les époques. Essentielle depuis l’Antiquité jusqu’au siècle des Lumières, séparée jusqu’au milieu du XXe siècle. Mais comme la physique quantique et la relativité générale remettent en cause les concepts même d’espace, de temps, de matière et de réalité, on assiste à un regain d’intérêt de certains philosophes pour la science, même s’ils n’ont généralement pas les outils techniques pour la comprendre vraiment.

4/Beaucoup des scientifiques affirment que pour arriver à découvrir, savoir comme répondre aux questions déjà formulées n’est pas assez, savoir comment les formuler est aussi nécessaire. Qu’est-ce que vous en pensez ?

C’est évident. J’ajouterai même qu’un grand scientifique doit être capable d’imaginer des questions qui n’avaient jamais été posées auparavant.

5/Est-ce que vous pensez que le système éducatif actuel aide les jeunes à apprendre à formuler les questions ? Où est-ce que vous pensez qu’il y a encore un manque de stimulants pour développer cette curiosité ?

Le système éducatif actuel n’encourage aucunement l’imagination, la curiosité, et constitue un échec majeur pour former les chercheurs de demain

6/Tout au long de l’histoire, qu’est-ce qui selon vous a été plus important pour atteindre les grandes découvertes : la logique mathématique ou l’imagination ? Et pour le futur ?

Une combinaison des deux. Sans imagination il n’y a pas d’avancées scientifiques, mais sans outil mathématique adéquat les idées issues de l’imagination ne mènent à rien.

7/ Maintenant plus en détail, qui est votre scientifique préféré ? Pour quoi lui et pas un autre ?

Johann Kepler. Moins connu que son contemporain Galilée, mais plus original et imaginatif. Et surtout, une personnalité très attachante dans sa vie et sa conception des choses.

8/ Tout au long de l’histoire, quel personnage croyez-vous qui a le plus contribué à l’avancée dans la connaissance de l’univers ?

Il y en a beaucoup, auxquels on peut associer la notion de révoution scientifique : Copernic, Newton, Darwin, Einstein par exemple.

9/ La théorie de la relativité d’Einstein entre en contradiction sur quelques points avec la théorie quantique, cela veut qu’on a encore un long trajet avant atteindre la compréhension totale de l’univers. De toutes les théories actuelles qui essayent de résoudre cette contradiction, comme par exemple la théorie des cordes, quelle est la plus intéressante selon vous ?

Toutes le sont, mais à des stades plus ou moins élaborés. Hormis la théorie des cordes, qui occupe le devant de la scène depuis (trop?) longtemps, je citerai la gravité quantique à boucles, qui envisage une structure granulaire de l’espace-temps, et l’approche beaucoup moins connue dite des “ensembles causaux”.

10/ Est-ce que vous croyez que ces théories vont se corroborer, ou est-on a déjà arrivé à un point où il est impossible de pouvoir les confirmer ?

Ces théories ne peuvent pas être testées directement dans leur domaine d’énergie, mais certaines font des prédictions à plus basse énergie qui permettraient éventuellement de les vérifier (ou de les réfuter).

11/ Mais est-ce que vous croyez qu’un jour on arrivera à la limite ?

Non. Je pense que n’en sommes encore qu’au début de notre compréhension de l’univers, même si nous avons beaucoup progressé.

12/ Quelle est votre opinion sur les trous noirs ? Est-ce que vous croyez qu’ils sont un élément-clé pour comprendre l’univers ?

Les trous noirs jouent un rôle majeur non seulement dans l’univers réel de l’astrophysique (au niveau de l’évolution stellaire et galactique), mais aussi en tant qu’objets conceptuels, dans le cadre des théories de physique fondamentale (gravitation quantique)

13/ Quand vous étiez en train d’étudier le rayonnement de fond cosmologique microondes, vous avez formulé une théorie selon laquelle l’univers serait fini, avec une forme d’espace dodécaédrique de Poincaré. Comment êtes-vous parvenu à ces conclusions ? Quelle était la question à laquelle vous vouliez répondre ?

Je m’interrogeais depuis longtemps sur la forme possible de l’espace, n’acceptant pas la thèse convenue de l’univers infini et strictement plat. J’ai donc étudié maintes possibilités permises par les mathématiques et la topologie, et compatibles avec les modèles cosmologiques. L’espace dodécaédrique a représenté un bon candidat compatible avec les observations, et surtout muni d’une structure géométrique particulièrement élégante, c’est la raison pour laquelle je l’ai privilégié par rapport à d’autres formes topologiques possibles.

14/ Pour vous, quelles autres questions restent encore sans  réponse ?

La nature de l’énergie sombre. L’existence des trous de ver. La vie ailleurs dans l’univers. Etc.

15/ De quel point de vue pensez-vous qu’on doive aborder les nouveaux défis scientifiques : un point de vue théorique ou expérimental ?

Une combinaison des deux. En général, sauf exception, la théorie précède l’expérience. Ne serait-ce parce qu’aucun résultat expérimental ne fait sens s’il n’y a au préalable un cadre théorique pour en rendre compte.

16/ Vous êtes poète en plus d’être scientifique. À votre avis, quel est le rôle de la poésie pour pouvoir comprendre l’univers ?

Renforcer peut-être le sentiment esthétique, qui a toujours joué un rôle clé dans l’élaboration des théories de physique fondamentale.

17/ Dans quel domaine pensez-vous que la science va évoluer dans les prochaines  années?

Les avancées majeures sont à attendre peut-être plus du côté des neurosciences, un domaine encore à peine exploré et compris.