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Pourquoi s’intéresser aux étoiles ? (2/2)

Suite du billet précédent

Un des mobiles les plus puissants qui poussent vers l’art et la science est le désir de s’évader de l’existence terre-à-terre avec son âpreté douloureuse et son vide désespérant, d’échapper aux chaînes des désirs individuels éternellement changeants. Il pousse les êtres aux cordes sensibles hors de l’existence personnelle, vers le monde de la contemplation et de la connaissance objective.
Albert Einstein

La connaissance pour la connaissance ?

Si notre connaissance du monde, des hommes et de leurs œuvres avait ce caractère définitif qui ne se rencontre que dans l’oubli ou la mort, c’en serait fait de notre capacité à questionner, à chercher, à connaître et à créer. L’art sait renaître sans cesse de lui-même, il sait nous protéger de l’oubli et nous parler de l’étrangeté du monde tout comme de sa beauté, il sait nous mener vers les ailleurs, les autrement et les avenirs ; il ne laisse pas de place à une éventuelle constitution définitive qui figerait sa matière.

Le « définitivement constitué » est tout autant étranger à la science. Celle-ci suit –différemment, certes – des chemins voisins de ceux de l’art et accentue encore cette réalité du caractère toujours provisoire qu’ont les acquis de la recherche. En s’accumulant, ceux-ci augmentent assurément notre connaissance du monde, mais, le plus souvent, ils entrouvrent des lucarnes sur les champs nouveaux à explorer, champs tellement vastes qu’il est permis de se demander si, finalement, notre activité de recherche nous rapproche d’une éventuelle connaissance ultime du « Grand Tout » ou si, au contraire, elle nous en éloigne.

Prenons pour exemple les mesures de la vitesse des étoiles dans les galaxies, données numériques qui augmentent utilement notre connaissance de l’Univers lointain. Voilà que, de cette liste de valeurs, surgit un fait insolite : pour chaque étoile, cette vitesse ne correspond pas du tout à celle que font prévoir les lois de la gravitation, en fonction de la distance donnée de l’étoile au centre de sa galaxie et de la quantité de matière visible dans cette galaxie : elle est beaucoup plus élevée. D’une accumulation intéressante mais routinière de mesures découle infiniment plus que la simple connaissance de celles-ci : s’ouvre en fait une passionnante page blanche dans le livre de la Nature. Ou bien il faut modifier les lois de la gravitation s’agissant d’étoiles éloignées du centre de leur galaxie ; ou bien – hypothèse plus plausible que la première, car le même type d’anomalies se découvre également à l’échelle de galaxies tout entières gravitant dans leurs amas – on doit admettre qu’il existe une quantité considérable de matière (95 % environ de la masse de l’Univers) qui, n’émettant pas de rayonnement, ne nous est pas directement connue, mais qui se manifeste cependant en ajoutant son action à celle de la matière visible : c’est la matière dite « sombre ».

Plus étonnant encore, nous croyons savoir depuis le début des années 2000 que le constituant principal de la partie sombre de notre Univers est largement dominé par une forme étrange d’énergie appelée « énergie noire ». Alors que des calculs théoriques simplifiés prédisaient un ralentissement de l’expansion de l’Univers sous l’effet de la matière gravitante (visible ou sombre), les observations indiquent que c’est l’inverse qui se produit : on constate une accélération. Passé l’effet de surprise, il a fallu trouver une explication : une énergie noire « répulsive », qui n’est ni astre invisible ni particule élémentaire, mais énergie « pure », diffuse dans tout l’espace, remplirait actuellement l’Univers aux deux-tiers et gouvernerait son évolution. Reste à savoir quelle est la vraie nature de cette énergie : énergie du vide quantique ? champs encore inconnus ? Le mystère reste entier et mobilise l’imagination fertile de quelques centaines de théoriciens. Il pourrait déboucher sur une nouvelle vision fondamentale des mécanismes de l’Univers.

J’insiste sur le fait que la quête de la connaissance « pure » justifie à elle seule la recherche scientifique, même lorsque aucune application pratique ne se profile à l’horizon de quelques générations humaines (au-delà, on ne peut jamais préjuger). Cela dit, la majorité des applications pratiques a pour origine des réponses à des questions qui n’avaient a priori rien à voir avec le but atteint. La découverte des rayons X n’a pas résulté d’un programme de détection des fractures osseuses, l’invention des ordinateurs n’est pas issue d’un projet d’amélioration des règles à calculer et l’invention de la radio et du téléphone n’est pas venue d’une tentative de perfectionnement des techniques des pigeons voyageurs. Qui sait si la compréhension, puis la maîtrise de l’énergie noire ne changeront pas le sort futur de l’humanité ?

Retour sur Terre…

Depuis deux générations, nous observons nettement des transformations dans notre vie quotidienne, issues des activités de recherche scientifiques et techniques. Tous les secteurs de l’activité humaine sont concernés : la santé, l’alimentation, la mobilité, l’habitat et la communication ont connu de fortes mutations, qui caractérisent nos sociétés développées. La raison en est simple : l’industrie et l’économie ne peuvent pas se développer sans une recherche active. Une bonne articulation entre recherche fondamentale et recherche appliquée, puis entre recherche appliquée et réalisation industrielle est évidemment nécessaire (moyennant certains contrôles nécessaires pour garantir un minimum d’éthique). Si une seule de ces étapes est négligée, la chaîne s’interrompt.

La responsabilité scientifique relève précisément de sa capacité à répondre aux besoins de la société. En retour de l’investissement dans la recherche publique et privée, les avancées scientifiques livrent des clés pour comprendre et transformer le monde. Il est vrai que certaines applications des sciences ou des technologies nouvelles suscitent la peur, la contestation ou le refus, notamment lorsqu’elles touchent au vivant et menacent potentiellement l’identité et l’intégrité de l’homme.

La recherche et ses applications peuvent enrichir notre vision du monde et nous conduire à porter un autre regard sur l’amélioration de la condition humaine. Prenons par exemple le développement de l’astronautique dans les années 1960. L’horizon s’est transformé : en s’éloignant, il est devenu courbe, puis la planète dans sa globalité s’est offerte aux caméras des satellites. Les vues de la Terre dans l’espace constituent l’une des principales retombées du programme Apollo. Dès lors, notre planète a cessé d’être assimilée à un monde infini, mais plutôt à un immense vaisseau spatial qu’il convient de protéger tant il semble fragile dans l’immensité du cosmos. Continuer la lecture

Pourquoi s’intéresser aux étoiles ? (1/2)

Écoutez! Si on allume les étoiles – alors – c’est donc utile à quelqu’un ? Alors – quelqu’un exige qu’elles existent ? Alors – quelqu’un les nomme perles ces petits machins? Et, forçant les tourbillons de poussière au zénith, il fonce vers Dieu, craint d’être en retard, pleure, baise sa main noueuse, demande qu’il y ait une étoile tôt ou tard, jure que vivre sans étoiles l’épuise. Et après le voilà dans les alarmes, mais l’air tranquille. Il arrête un passant : « Dis, maintenant ça va ? Tu n’as plus peur ? –Non ! »
Écoutez ! Si on allume les étoiles – alors – c’est donc utile à quelqu’un ?
Alors il est indispensable que chaque soir, au-dessus des toits,
s’illumine au moins une étoile ?

Vladimir Maïakovsky

Liminaire

Le blog de culture tous azimuts sur lequel vous me faites l’honneur de naviguer a pour objet de partager quelques-unes de mes multiples passions. A ce titre, il traite de sujets de recherche et de réflexion à l’intersection des sciences, de la littérature, de la musique, de l’art, de l’histoire,  de la philosophie.
Je prends en outre soin et plaisir à lire régulièrement les commentaires, parfois très développés et documentés, de certains lecteurs particulièrement assidus. Or, depuis quelque temps, je sens chez certains d’entre eux s’instiller le doute sur l’utilité de mon entreprise. Il est clair, mes billets sur l’histoire des pluies d’étoiles filantes, le voyage cosmique dans la littérature ou encore la révolution copernicienne chez les humanistes provençaux ne peuvent aucunement soulager les souffrances de ce bas monde. Ce n’est d’ailleurs pas leur but!

Un de mes commentateurs (ou commentatrice ?) notait récemment « Que reste-t-il de toute cette science incapable de soulager nos corps et nos âmes dans cette vallée de cendres et de larmes? Quid de ce savoir, de cette érudition sans bornes, si telle aventure livresque est incapable d’étancher notre soif dans cet enfer moderne? […] Les seules étoiles à portée de main sont celles de étalages de Noël où les marchands vendent du rêve à gogo et dans la chambre vide des décorations, il y a comme une absence […]. Les pauvres – car il y en a – restent sur leur faim et leur fin. […] Pensez que le prochain billet va y changer quelque chose? Faut pas rêver! Je vous en donne mon billet qu’il n’apportera rien au mendiant. »

Ces remarques, tout à fait compréhensibles et malheureusement pertinentes, donnent à réfléchir. Je ne nie pas, bien sûr, que la principale motivation de mon blog (qui m’est une charge assez lourde de travail s’ajoutant à mes nombreuses autres activités) n’est autre que mon propre (et narcissique ?) plaisir, davantage qu’une  noble philanthropie ou une empathie (que je possède réellement) envers les souffrances des moins favorisés que moi. Ce qui n’empêche de me poser régulièrement la question : la culture – scientifique, littéraire, artistique, philosophique, etc. – est-elle vraiment conçue pour soulager la misère du monde?
Déjà faudrait-il pour cela que les plus défavorisés – et il y en a beaucoup – aient les moyens d’accéder à ladite culture ; par exemple, un simple abonnement mensuel à l’internet haut débit permettant d’accéder à un blog comme le mien n’est pas à la portée de toutes les bourses. J’en ai pleinement conscience, tout comme du fait  que notre « belle France », bien que relativement favorisée par rapport à nombre d’autres pays de la planète, soit en plein processus de paupérisation des classes moyennes. Processus au demeurant savamment et patiemment calculé par les divers pouvoirs économiques et financiers, donc politiques. Or, je pense que la paupérisation et nombre de maux de la société moderne sont  intimement liés à l’inculture…
Dans le billet qui suit, je veux donc rappeler comment la culture – l’authentique, la « bonne », pas la bouillie que nous en donnent la plupart des médias, les réseaux sociaux et autres commentateurs auto-proclamés de la sous-culture politiquement correcte –  peut grandement aider à soulager l’inévitable fardeau de l’existence, par la seule élévation de l’âme qu’elle procure. J’entends aussi défendre – admettant que ce soit encore nécessaire – le rôle majeur des sciences fondamentales dans l’amélioration de la condition humaine.

Il s’agit de l’adaptation d’un texte jadis publié dans l’ouvrage collectif Plaidoyer pour réconcilier les sciences et la culture (Editions Le Pommier, 2010), preuve que le sujet me préoccupe depuis longtemps.

Recherche et société

Qu’est-ce que les connaissances en astrophysique apportent au corps social ? À quoi sert la recherche dans les sciences de l’Univers alors que tant de choses sont à faire pour assurer le mieux-être, sinon la survie de l’espèce humaine ? De grands défis menacent aujourd’hui la planète entière : la faim dans le monde, le manque d’eau potable, le pillage inconsidéré des matières premières, le réchauffement climatique, la pollution généralisée, la diminution drastique de la biodiversité qui en découle, l’organisation chaotique des finances mondiales, la paupérisation des classes moyennes, le retour de l’irrationnel et des fondamentalismes, les bouffées de violence qui éclatent un peu partout, et j’en passe ! La recherche scientifique est-elle le moyen de répondre à ces défis ? Un simple outil parmi d’autres ? Un luxe parfaitement inutile et dispendieux, comme le clament certains ?

Devant l’ampleur des problèmes posés, nous ne sommes pas assurés du succès, loin de là, en revanche nous pouvons être certains de l’échec si la recherche scientifique n’est pas mise au premier plan et considérée comme une priorité absolue. La recherche est en effet une activité stratégique qui concerne la société tout entière. Certes, pour beaucoup de chercheurs et de dirigeants avisés (il en reste, ne serait-ce qu’une petite poignée, notamment dans les pays asiatiques), l’investissement dans la recherche est une évidence. Mais devant le nombre de fois où la question « À quoi ça sert ? » est posée dans les médias, dans les parlements et le grand public, il est utile de rappeler avec force quelques vertus cardinales de la recherche, et d’illustrer chacune de ces vertus par des exemples puisés dans ma propre discipline, les sciences de l’Univers – lesquelles semblent pourtant, à première vue, les plus éloignées des préoccupations de ce « bas monde ». Continuer la lecture

La métaphore par-delà l’infini

clivaz

  • par Clara Clivaz-Charvet
  • 198 pages
  • Editeur : Peter Lang Gmbh (septembre 2016)

Quatrième de couverture :

Comment penser un atome ?
Qu’est devenue la pomme de Newton ?
Sous quelles formes représenter l’Univers ?
Quelle imagerie est la préférée des scientifiques afin de décrire notre monde ?
Comment créer et utiliser les métaphores ?
Le changement de paradigme opéré par la physique au 20e siècle exige de transformer notre système de représentations et de repenser notre cadre référentiel. De la simple comparaison didactique à la métaphore heuristique, cet ouvrage recense les « images vedettes »  à l’œuvre dans la diffusion des connaissances et expose les huit bénéfices principaux inhérents à cette imagerie scientifique. L importance de faire un usage maîtrisé de ces réflexions dépasse largement un transfert d’informations. C’est la raison pour laquelle un guide à l’usage des scientifiques est proposé. Sous la forme de questions-réponses, ce guide pratique avertit des pièges à éviter tout en indiquant les emplois métaphoriques les plus pertinents pour comprendre et se faire comprendre.

Préface

par Jean-Pierre Luminet

(Astro)physicien, écrivain, amoureux de la langue française : j’ai toujours écrit, depuis mon plus jeune âge, poèmes, nouvelles, romans. Lorsque je suis devenu chercheur, un autre type d’écriture s’est imposé à moi par nécessité : la publication scientifique spécialisée. Ce n’est qu’après une dizaine d’années de recherche intensive que j’ai commencé à publier des ouvrages de « vulgarisation » – genre que je préfère qualifier de « culture scientifique ». Dans ces essais, dont certains traitent de sujets fort compliqués (les trous noirs, la forme de l’univers) mais adressés à un public assez large, je me suis toujours efforcé d’utiliser des techniques narratives empruntées à la littérature générale. C’est ainsi que mon premier essai sur les trous noirs avait la structure d’un roman policier : meurtre, enquête, identification des coupables.

Paul Valéry demandait à la littérature qu’elle lui procurât une « sensation d’univers ». De fait, c’est une telle sensation d’univers qui est à l’origine de ma double pratique d’astrophysicien et d’écrivain. Elle a pris un jour le visage d’une émotion déterminante par la grâce d’une métaphore lue dans un livre, dont je me souviendrai à jamais. J’avais une quinzaine d’années et je terminais la lecture d’une encyclopédie d’astronomie, d’une grande aridité de présentation. A la dernière page de l’ouvrage où se trouvait résumé un exposé de la relativité générale et du concept d’espace courbe – auxquels je ne pouvais à l’époque rien comprendre –, je suis tombé sur cette phrase qui m’a stupéfait : « L’espace a ici la forme d’un mollusque. » J’ai plus tard étudié les grilles de coordonnées souples dites du « mollusque de Gauss », qui ont donné après coup un sens mathématique à cette phrase. Je crois pouvoir dire aujourd’hui que c’est le mystère de cette phrase qui a en partie décidé de ma vocation de chercheur, par l’énigme à la fois poétique et scientifique qu’elle me posait. C’est pour expliciter les courbes et les bosses du mollusque universel que j’ai entrepris mes travaux sur la relativité générale, sur les trous noirs et les univers chiffonnés peuplés de galaxies fantômes. Oui, ma « sensation d’univers » m’aura été donnée par le mollusque d’espace-temps !

Aussi est-ce avec un intérêt certain qu’en novembre 2014 j’ai pris connaissance du courriel que Clara Clivaz m’a adressé, m’apprenant que dans le cadre de sa thèse de doctorat en sciences du langage tout juste soutenue à l’Université de Berne, elle avait analysé sous un angle linguistique un de mes livres (ainsi que ceux de quatre autres auteurs), lequel se trouvait être celui que je considère comme le plus abouti parmi mes écrits de culture scientifique. Elle précisait que sa thèse portait sur les différentes images rhétoriques procédant par analogie et permettant la visualisation, l’incarnation puis la compréhension de concepts ou de phénomènes abstraits ou invisibles auprès du grand public, ajoutant avoir eu le plaisir de découvrir dans nos écrits une invention à la fois remarquable et parfaitement adaptée, mais également des « visions du monde » très divergentes. Continuer la lecture

L’univers holographique (6) : Black Holism

Suite du billet précédent : L’univers holographique (5) : la quête des dualités ET FIN

Dans son livre, le brillant physicien canadien Lee Smolin s'élève contre l'hégémonie de la théorie des cordes et analyse les aspects sociologiques de la recherche fondamentale.
Dans son livre, le brillant physicien américain Lee Smolin s’élève contre l’hégémonie de la théorie des cordes et analyse les aspects sociologiques de la recherche fondamentale.

La correspondance AdS/CFT, et plus généralement les dualités holographiques, ont soulevé énormément d’enthousiasme dans la communauté des cordistes, suscité des milliers de publications et des centaines de thèses de doctorat – ce qui après tout constitue l’activité courante et « normale » de la recherche scientifique. On peut cependant rester perplexe devant un tel phénomène qui, au-delà de l’intérêt technique certain qu’il peut représenter, relève surtout d’une certaine dérive sociologique pointée du doigt par d’éminents chercheurs de la discipline[1].

Au crédit de la correspondance, il faut reconnaître qu’elle permet de troquer certains calculs difficiles, voire impossibles, contre des calculs plus faciles. A minima, la dualité holographique apparaît comme un intéressant outil de calcul en physique fondamentale. Le « dictionnaire » qu’elle propose entre le monde en espace-temps plat et le monde courbe où se trouve la gravitation fonctionne dans les deux sens. Certains calculs sont plus simples avec la supergravité que dans la théorie de jauge duale, de sorte qu’aucun de ces mondes n’est plus fondamental que l’autre. Mais ce n’est pas parce que l’on peut considérer des calculs plus simplement dans un espace-temps plat, sans gravitation et de plus basse dimension que celui de la théorie des cordes, qu’il en découle que la réalité cosmique est un hologramme ! On peut entièrement encoder la topographie 3D d’un terrain dans une carte 2D sur laquelle le relief est indiqué par des courbes de niveau (un encodage bien utile aux randonneurs), mais, selon le célèbre aphorisme d’Alfred Korzybski, il ne faut jamais perdre de vue que « la carte n’est pas le territoire »[2].

Une vue bien naïve de l'holographie appliquée à l'univers dans son ensemble, ce qu'on appelle en anglais du "wishful thinking"...
Une vue bien naïve de l’holographie appliquée à l’univers dans son ensemble, ce qu’on appelle en anglais du « wishful thinking »…

A son crédit également, et là je parle en ardent pratiquant de la théorie de la relativité générale classique dont nous célébrons cette année le centenaire[3], la dualité jauge/gravité a conféré à la théorie d’Einstein un statut beaucoup plus large. L’édifice intellectuel de la relativité générale a certes connu de remarquables succès au cours du siècle dernier, et fourni un édifice crucial pour toute la partie de la physique théorique traitant de la gravitation. La révolution conceptuelle qu’elle a entraînée sur la nature de l’espace et du temps a rendu la théorie populaire, au point qu’il serait difficile de trouver aujourd’hui une personne possédant un minimum de culture scientifique mais n’ayant jamais entendu parler de la théorie d’Einstein.

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L’univers holographique (5) : La quête des dualités

Suite du billet précédent : L’univers holographique (4) : la conjecture de Maldacena

Des centaines de chercheurs ont exploré les conséquences de la conjecture de Maldacena, avec l’espoir que la dualité jauge/gravité, sous sa forme la plus générale, puisse établir une sorte de dictionnaire pratique entre les propriétés d’un système physique en gravitation quantique, décrit par la théorie des cordes dans un espace courbe de dimensionnalité élevée (la Matrice), et un autre système physique, plus simple celui-là, décrit quantiquement par une théorie de jauge sur l’enveloppe de la Matrice – espace plat de dimensionnalité moindre. Il existe notamment une approche en théorie M développée en 1997 et baptisée BFSS[1], destinée à fournir une formulation numériquement calculable, qui a en outre le mérite d’établir un lien avec l’approche a priori différente de la géométrie non-commutative d’Alain Connes – pour plus de détails voir l’excellent billet de L. Sacco sur Futura Sciences.

L’avantage serait évident : certains calculs très complexes – voire impossibles – en gravité quantique pourraient être menés de façon plus simple dans le cadre de la théorie de jauge, comme on l’a vu dans le billet précédent  pour l’évaporation quantique d’un trou noir dans AdS5. Inversement, quand les champs de la théorie quantique sont fortement couplés (comme dans le plasma quark-gluon, voir ci-dessous), ceux de la théorie gravitationnelle interagissent faiblement et pourraient être plus facilement appréhendés mathématiquement. Cette dualité forte/faible permet ainsi d’explorer des aspects complexes de la physique nucléaire et de la physique de la matière condensée, en les traduisant en termes de théorie des cordes à haut degré de symétrie, plus aisément traitable.

Les possibles réalisations de la dualité jauge-gravité font aujourd’hui l’objet d’ambitieux programmes théoriques, rattachés à trois vastes domaines de la physique :

  • physique nucléaire, avec notamment l’étude du plasma quark-gluon (programme AdS/QCD)
  • physique de la matière condensée, avec l’étude des états exotiques de la matière (programme AdS/CMT)
  • relativité générale et cosmologie, avec les programmes Kerr/CFT et dS/CFT.

Développons brièvement chacun de ces programmes, en mentionnant leurs succès et leurs échecs. Continuer la lecture

Toutous célestes

chien-chez-textuelCe billet est une adaptation illustrée d’un article initialement paru dans le collectif Chien, sous la direction d’Hervé Le Tellier et Philippe  di Folco  (Textuel Éditions, 2010).
Encyclopédie bizarre et décalée, ce livre étrange se propose de faire découvrir le chien comme on ne l’a encore jamais vu;

Toutous célestes

Le Grand, Major, suit Orion qui pourchasse le lièvre. Il porte au cou l’étoile la plus brillante du ciel, Sirius, sa médaille brillante. Sa tête forme un triangle peu reluisant au-dessus, les pattes arrières se prolongent pour encadrer la colombe. Murzim, Muliphen, Wezen, Adhara, Furud, Aludra sont les noms que les peuples d’Arabie ont donné à sa queue et ses pattes.

Le Petit, Minor, est le caniche de Major. Chaque matin il se lève avant lui. Procyon et Gomeisa sont ses yeux, le gauche est plus brillant que le droit.

Les constellations du Grand Chien et du Petit Chien suivent le chasseur Orion dans le célèbre Atlas Coelestis de John Flamsteed, publié à titre postume en 1729.
Les constellations du Grand Chien et du Petit Chien suivent le chasseur Orion dans le célèbre Atlas Coelestis de John Flamsteed, publié à titre postume en 1729.

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Astronomie et imaginaire collectif

Comment l’homme se forge-t-il des images mentales du cosmos, et quelle place ces représentations occupent-elles dans son imaginaire, qu’il soit scientifique, artistique, philosophique ou tout simplement populaire ?

Il est fascinant d’analyser les diverses façons d’imaginer le cosmos à travers la culture savante ou populaire, individuelle ou collective, et de les mettre en rapport avec le développement des connaissances astronomiques afin d’y déceler ce que Bachelard appelait des « archétypes de la pensée ». Nombre de thèmes astronomiques ont toujours été féconds pour l’imaginaire collectif et imprègnent l’univers quotidien de l’homme sous des formes diverses, comme le vocabulaire, l’usage qui en est fait et les représentations qu’il va créer.

place_d-orion_cropPrenons l’exemple basique de l’étoile – l’objet astronomique à la fois le plus familier et le plus transcendant. Le mot provient du latin stella, qui désignait tout ce qui scintille. Nous devons aux Arabes d’avoir baptisé la plupart des étoiles les plus brillantes. Qui n’a pas entendu parler d’Aldébaran, de Véga ou de Bételgeuse, ne serait-ce qu’à travers des marques de produits ou de slogans publicitaires ? Et on ne compte plus les lieux, places, rues, chemins, enseignes, marques baptisés Sirius, Antarès, Procyon, Rigel, Deneb, Capella ou Algol. Quant aux motifs étoilés à cinq, six, huit, dix branches ou davantage, ils se retrouvent dans un immense éventail de réalisations humaines : sculptures, architecture des espaces publics, guides touristiques, drapeaux, etc. Pensons aussi aux voûtes de tant de monuments – chapelles médiévales, cathédrales, tombeaux de rois et d’empereurs – qui rappellent la présence permanence de la voûte étoilée au-dessus de nos têtes. Continuer la lecture

Les méfaits du finalisme cosmologique

Un de mes « distingués » collègues, dont je tairai poliment le nom mais qui est suffisamment connu par ses nombreux ouvrages de vulgarisation pour que beaucoup devinent son identité, va délivrer en janvier prochain, à Paris et à grand renfort de publicité, une conférence grand public intitulée « Du Big Bang à l’homme, une grande fresque cosmique avec des implications philosophiques. »

Son texte de présentation, que l’on peut trouver sur internet, est le suivant :

« Depuis 1543, quand Copernic a délogé la Terre de sa place centrale dans l’univers, les découvertes scientifiques n’ont cessé de rapetisser la place de l’homme dans le cosmos, à la fois dans l’espace et dans le temps.
Nous avons assisté à un désenchantement du monde, faisant écho au fameux cri d’angoisse de Pascal: « Le silence éternel des espaces infinis m’effraie ». Mais XXX nous montrera comment la cosmologie moderne a réenchanté le monde et redécouvert l’ancienne alliance entre l’homme et le cosmos: nous sommes tous des poussières d’étoiles.
La science nous apprend que l’univers a été réglé de façon extrêmement précise pour permettre l’émergence de la vie et de la conscience.
Si l’univers est si grand, c’est pour permettre la présence d’un Observateur qui va s’émerveiller devant sa beauté, son harmonie et sa complexité, et lui donner un sens. »

Reprenons et commentons phrase après phrase.

« Depuis 1543, quand Copernic a délogé la Terre de sa place centrale dans l’univers […] »

Pareille formulation, devenue un poncif de l’histoire des sciences, est pour le moins malheureuse. Copernic ne s’est certainement pas transformé en un géant qui, pareil à Atlas, aurait porté notre planète sur ses épaules pour l’arracher de sa position supposée fixe au centre de l’Univers et la faire virevolter autour du Soleil. Il s’est contenté – et c’est déjà énorme – de reprendre et développer l’hypothèse cosmologique dite héliocentrique, selon laquelle la Terre est animée d’un double mouvement : rotation sur elle-même en 24 heures et révolution autour du Soleil en une année. Continuer la lecture

Eclipses de Lune mémorables

Ne manquez surtout pas l’éclipse totale de Lune durant la nuit du 27 au 28 septembre (entre 2 et 6h du matin), dussiez-vous passer une nuit quasi-blanche. Les augures météorologiques sont en effet favorables sur toute la France, et l’éclipse devrait être particulièrement spectaculaire dans la mesure où elle occultera une « super-Lune » (on parle de super-Lune car la taille de notre satellite, en raison de sa distance minimale à la Terre, paraîtra près de 14 % plus grande que d’ordinaire à l’œil nu). Et une belle teinte rouge sang est à prévoir. Teinte, justement, qui a alimenté de nombreuses superstitions et frappé les imaginations…

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Eclipse de Lune du 27 septembre 1996. En bas à gauche, la planète Saturne. La teinte rouge de la Lune, qui a tant frappé les peuples anciens, est due au fait que l’atmosphère de la Terre réfracte vers la surface lunaire une partie de la lumière de son côté exposé au Soleil. En traversant l’atmosphère terrestre, la lumière solaire réfractée s’appauvrit en lumière bleue en faveur de la lumière rouge – car les courtes longueurs d’onde de la lumière visible (violet et bleu) sont plus diffusées par l’atmosphère que les grandes longueurs d’onde (rouge et orange). Les poussières et les particules de fumée en suspension dans l’atmosphère accentuent cet effet : plus elles seront nombreuses au moment de l’éclipse, plus le rouge sang vif couvrira la face de la Lune.

Pour vous faire patienter, dans ce billet je recense par ordre chronologique quelques grandes éclipses de Lune du passé, qualifiées de “mémorables” parce qu’elles ont été associées à des événements ou à des périodes historiques importants. Certaines d’entre elles ont même pu influencer le cours de l’histoire humaine… Leurs dates sont données dans le calendrier julien jusqu’en 1582, dans le calendrier grégorien après. Le recensement s’arrête au milieu du XIXe siècle, non pas que depuis lors la planète n’ait point connu de grandes éclipses, mais parce qu’à partir de cette époque, la majorité des peuples ont abandonné  leurs mythes et leurs superstitions vis-à-vis de ces phénomènes célestes. Ce sont alors les savants qui ont pris le relais de l’histoire, pour fonder, grâce en partie aux éclipses, une nouvelle légende : celle de l’astrophysique moderne, qui a conduit à la connaissance scientifique profonde de notre système solaire. Continuer la lecture

Souvenir de jeunesse

Ma vocation première fut le rêve. Non pas la rêverie stérile, mais l’interrogation sans cesse renouvelée devant le mystère de la nature. Je suis né à la campagne, près de Cavaillon, dans un endroit assez isolé, et je passais le plus clair de mon temps, seul, à jouer dans mon jardin. J’ai toujours beaucoup aimé cette solitude qui a développé ma curiosité pour les phénomènes inexpliqués qui m’environnaient. Plutôt théoricien qu’expérimentateur, je n’ai jamais eu l’envie de démonter un poste de radio ; en revanche, la beauté du ciel provençal me portait à la méditation sur de grandes questions : qu’est-ce que le noir ? Qu’est-ce que l’espace ou l’invisible ? Bien des années plus tard, j’ai découvert une magnifique citation d’Héraclite qui est devenue presque une devise chez moi : la nature aime se cacher et l’harmonie de l’invisible est plus belle que l’harmonie du visible. Je m’aperçois a posteriori, quand je réfléchis à tout ce que j’ai pu faire, en sciences et ailleurs, que j’ai toujours travaillé sur cet invisible : par exemple, comment faire jaillir la lumière du noir ? C’est une question de poète autant que d’astrophysicien. D’ailleurs, c’est plutôt la poésie qui fut dans l’enfance mon moyen privilégié d’expression. Toute discipline qui permettait d’exercer une certaine créativité m’intéressait : outre mes carnets de poésie, je faisais du dessin, et plus tard je me pris d’une passion violente pour la musique. Tant et si bien qu’à l’adolescence, de nombreuses possibilités s’offraient à moi. Je n’avais pas de vocation au sens d’un désir enraciné de me diriger vers un métier bien défini. Mais, si je n’avais pas commencé si tard, j’aurais volontiers rêvé de devenir chef d’orchestre ou compositeur. Continuer la lecture

Recension de livres scientifiques (7)

Septième et dernière livraison des recensions de livres de culture scientifique que j’avais rédigées pour la défunte revue Vient de Paraître. Toujours disponibles et d’actualité.

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cassou-noguesPierre Cassou-Noguès : Les démons de Gödel, logique et folie

Seuil, Coll. « Science ouverte » (septembre 2007), 279 pages, EAN 978-2020923392

Kurt Gödel (1906-1978) fut l’un des plus grands logiciens de l’histoire. Son théorème d’incomplétude, publié en 1931 à l’âge de vingt-cinq ans, est peut-être la proposition mathématique la plus significative du XXe siècle. Il a bouleversé les fondements des mathématiques et fait l’objet de commentaires philosophiques sans fin, comme d’exploitations abusives sans nombre.

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Le rôle culturel et social des sciences

De grands défis semblent menacer la planète entière : la faim dans le monde, le manque d’eau potable, le pillage des matières premières, le réchauffement climatique, l’organisation chaotique des finances mondiales, le retour de l’irrationnel et des fondamentalismes, les bouffées de violence qui éclatent un peu partout. La recherche scientifique est-elle le moyen de répondre à ces défis, ou bien un simple outil parmi d’autres ?

Devant l’ampleur des problèmes posés, nous ne sommes pas assurés du succès, mais nous pouvons être certains de l’échec si la recherche scientifique n’était pas mise au premier plan et considérée comme une priorité absolue. Car la recherche est une activité stratégique qui concerne la société tout entière. Certes, pour une partie du public informé et les dirigeants avisés, l’investissement dans la recherche est une évidence, mais devant le nombre de fois où la question « À quoi ça sert? » est posée dans les médias ou dans les parlements, il est utile de rappeler avec force quelques vertus cardinales de la recherche, et d’illustrer ces vertus par des exemples puisés dans ma propre discipline, les sciences de l’univers – lesquelles semblent pourtant, à première vue, les plus éloignées des préoccupations de ce « bas monde ».

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Culture et recherche Continuer la lecture

Dieu et moi

– Qu’est-ce « Dieu » pour vous ?

Je considère que Dieu est une très puissante invention de l’espèce humaine conçue pour briser son angoisse devant la mort et espérer une vie moins difficile dans un hypothétique au-delà. Par la suite, des hommes avides de pouvoir ont instauré les religions et leurs dogmes qui, sous prétexte de définir une morale, n’ont pour véritable but que de contrôler la liberté de pensée des individus.

– Pourquoi « Dieu » (ou pourquoi pas) dans votre vie ?

Après avoir subi dans mon enfance une éducation religieuse, puis être passé par une phase d’agnosticisme, je suis devenu résolument athée. Donc, aucun Dieu, ni dans ma vie de scientifique, ni dans celle d’être sensible. Dieu et la science ne jouent pas sur le même terrain. Il n’y a donc pas à les opposer, ni à les unir. On ne peut pas faire de raisonnement scientifique sur Dieu, encore moins d’expériences ou de recherches de détection. Seules nos convictions nous guident dans notre pensée, nos choix, nos actes. Continuer la lecture

Recension de livres scientifiques (5)

Cinquième livraison des recensions de livres de culture scientifique que j’avais rédigées entre 2001 et 2007 pour la défunte revue Vient de Paraître. Toujours disponibles et d’actualité.

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VannucciFrançois Vannucci : Le miroir aux neutrinos

Éditions Odile Jacob (octobre 2003), 256 p. – ISBN: 2738113311

François Vannucci, professeur au Laboratoire de physique nucléaire et des hautes énergies de l’université Paris VII, spécialiste reconnu des neutrinos, s’est récemment fait remarquer dans le domaine de la littérature scientifique par un étonnant roman (Les neutrinos vont-ils au paradis ?, 2002) où, dans l’ambiance oppressante d’un laboratoire de physique, il initiait le lecteur au mystère des neutrinos, mais aussi au mystère des découvertes scientifiques et à ceux de la nature humaine.

Dans ce nouvel ouvrage, qui n’a plus rien de romanesque mais conserve la patte de l’écrivain de talent, Vannucci revient sur ces particules fantomatiques entre toutes – l’ouvrage est d’ailleurs sous-titré “ Réflexions autour d’une particule fantôme ”. Doués de propriétés fascinantes, capables de traverser des milliers de kilomètres de roches sans obstacle, les neutrinos, dont on sait depuis peu qu’ils possèdent une masse extrêmement faible, sont si abondants dans l’univers qu’ils “ pèsent ” dans le cosmos autant que l’ensemble des étoiles ! Ils jouent un rôle fondateur aussi bien dans la génération d’énergie nucléaire du Soleil que dans la genèse même de l’univers, expliquant notamment pourquoi la matière l’a finalement emporté sur l’antimatière.

Fidèle à sa double culture scientifique et littéraire, Vannucci agrémente son récit d’un florilège de citations littéraires remarquablement choisies. Empruntées à Paul Morand, James Joyce, Shakespeare, Blaise Cendrars, Garcia Marquez, et même à Michel Houellebecq (chantre bien connu des … particules élémentaires), elles stimulent à la fois la réflexion et la rêverie du lecteur. Graphiques et photographies (dont celle du détecteur Superkamiokande) complètent l’ouvrage, ainsi que le remarquable et très poétique texte de John Updike “ They have no charge and have no mass ” (1973). Vannucci fait preuve une fois de plus de son originalité littéraire. Continuer la lecture

Cosmos et beauté (3/3)

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La beauté de l’invisible

Ce thème renvoie immédiatement aux célèbres aphorismes d’Héraclite tels que « Nature aime se cacher » ou « L’harmonie invisible plus belle que l’harmonie visible ». Y a-t-il vraiment un « ordre » dans l’invisible ? Dans La naissance de la tragédie (1872), Nietzsche distingue la beauté apollinienne – qui serait plutôt celle de l’harmonie visible, du parfait -, de la beauté dionysienne – qui correspond à la beauté cachée d’Héraclite, celle qui ne se voit pas, beauté relativement inquiétante et incontrôlable car c’est celle de l’inconnu, où règnent peut-être chaos et désordre.

Que nous disent à ce propos l’astrophysique et la cosmologie modernes ?

Ce qu’on appelle « lumière » au sens habituel du terme n’est qu’une partie infinitésimale du spectre électromagnétique, lequel décrit toutes les formes possibles de la lumière en fonction de sa fréquence, depuis les basses fréquences correspondant aux ondes radio jusqu’aux très hautes fréquences qui sont celles des rayons X et gamma, en passant par les micro-ondes, l’infrarouge ou l’ultra-violet. Tout au long du XXe siècle ont été développés des instruments capables d’observer l’univers dans tous ces domaines du rayonnement électromagnétique, et d’en reconstituer des images en « fausses couleurs ». Première constatation, un astre donné – par exemple le Soleil –  est tout aussi « beau » lorsqu’il est vu en rayons X ou en ultraviolet que dans le visible – où finalement il se réduit à une simple boule jaune et ronde ! Continuer la lecture

Cosmos et Beauté (2/3)

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Beauté du visible.

L’homme médiéval se sent en harmonie avec le ciel, ses astres et ses constellations. Enluminure extraite du "Livre des heures Divines" de Hildegarde von BIngen
L’homme médiéval se sent en harmonie avec le ciel, ses astres et ses constellations. Enluminure extraite du « Livre des heures Divines » de Hildegarde von Bingen

 « La beauté du monde est tout ce qui apparaît dans ses éléments singuliers, comme les étoiles dans le ciel, les oiseaux dans l’air, les poissons dans l’eau, les hommes sur Terre », écrivait Guillaume de Conches au XIIe siècle.

Par une nuit très pure, en montagne, en mer ou dans le désert, on voit environ 3000 étoiles à l’œil nu, ainsi que la ceinture lumineuse de la Voie lactée. On a l’impression d’un fourmillement extraordinaire, presque un sentiment d’infini. Cette beauté du visible a historiquement joué un rôle fondamental dans le développement de la pensée, parce qu’elle a engendré l’étonnement philosophique. Pourquoi le ciel est-il beau, et pourquoi est-il organisé comme cela ? La contemplation du visible induit donc le questionnement sur ce qu’il y a au-delà du visible. Je me souviens très bien que dans mon adolescence, lorsque je contemplais la nuit étoilée de ma Provence natale, ce qui agitait mes deux composantes de raison et d’émotion n’étaient pas les points brillants des étoiles, c’était le velours noir qu’il y avait entre elles ; je me demandais alors « ce noir-là, qu’est-ce que c’est ? C’est l’espace, qui n’est certainement pas le vide. A-t-il une chair, une texture, une forme ? » Déjà, la vraie beauté me semblait cachée au-delà du visible. Notons qu’aujourd’hui, l’éclairage généralisé nous masque le ciel nocturne et il y a de plus en plus de jeunes qui n’ont jamais vu la Voie lactée parce qu’ils ne sont jamais sortis d’une ville ; c’est une perte de contact dramatique avec ce que j’appelle « le sentiment cosmique ». Continuer la lecture

Cosmos et Beauté (1/3)

Illuminations célestes

Communication  donnée en 2013 lors du colloque intitulé « Emergence du sens de la beauté »

COUV-Illuminations-72dpiAvec pareil titre, l’auditoire pourrait s’attendre à ce que l’astrophysicien montre et parle de la beauté indéniable du ciel étoilé. Il est vrai que  les télescopes modernes nous offrent des images du ciel d’une beauté à couper le souffle. Pour moi cependant,  la vraie beauté de l’univers réside essentiellement ailleurs. Dans l’ouvrage éponyme que j’ai publié en 2011 et sous-titré « cosmos et esthétique », je développe l’idée que la beauté apparente de l’univers visible ne représente qu’une infime fraction de ce que l’on peut considérer comme étant la vraie « beauté du réel ».

Je commencerai par commenter le titre générique de ce colloque, « émergence du sens de la beauté ». A mes yeux, ces trois termes d’émergence, de sens et de beauté, sont en eux-mêmes « beaux ». L’émergence est un concept devenu fondamental dans la science du XXe siècle, qui intervient lorsque des systèmes simples interagissent en nombre suffisant pour faire apparaître un certain niveau de complexité qu’il était difficile de prévoir par l’analyse de ces systèmes pris séparément. Cette propriété se retrouve dans les domaines physiques, biologiques, écologiques, socio-économiques, linguistiques, bref dans tous les systèmes dynamiques qui comportent des rétroactions. L’une des vertus évidentes de l’émergence, c’est de formaliser en langage moderne la vague et vieille idée selon laquelle l’ensemble est plus que la somme des parties, une approche très riche qui prend le contre-pied du réductionnisme – lequel a néanmoins représenté une phase nécessaire du développement des sciences.

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Eurêka d’Edgar Poe : le Beau défend le Vrai

Un poète face à l’énigme de l’univers

Daguerréotype d’Edgar Poe pris en 1848, un an avant sa mort.

Edgar Allan Poe (1809-1849) est l’une des principales figures du romantisme américain. Connu surtout pour ses Contes fantastiques et autres Histoires extraordinaires, mais controversé dans son pays en raison d’une vie agitée, il a d’abord été défendu par des auteurs français prestigieux comme Baudelaire, Mallarmé (qui ont traduit la majorité de ses nouvelles et poèmes) et Valéry. La critique contemporaine le situe parmi les plus importants écrivains du XIXe siècle et comme l’inventeur du roman policier. Si Eurêka (1848), dernier texte d’importance publié du vivant de l’auteur[1] et sous-titré Essai sur l’univers matériel et spirituel, Poème en prose, prend la forme d’un essai, il n’en tente pas moins de résoudre une énigme au travers d’une enquête, non plus conduite par le perspicace chevalier Dupin mais par l’auteur lui-même, qui se pose en visionnaire extralucide. Enquête suprême, puisqu’il s’agit d’élucider le mystère de « l’Univers Physique, Métaphysique et Mathématique, — Matériel et Spirituel — de son Essence, de son Origine, de sa Création, de sa Condition présente et de sa Destinée », comme annoncé dès le premier chapitre ! Voulant embrasser d’un coup d’œil l’immensité de tout ce qui est connu en son temps, là où un esprit ordinaire ne percevrait que complexité et chaos, Edgar Poe (à l’intellect quelque peu surchauffé par plusieurs mois de maladie) y voit une unité, un ordre, un plan. Une Consistance. Tel est le mot-clé de sa cosmologie personnelle.

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