Y a-t-il un grand architecte dans l’Univers ?


   

Auteur : STEPHEN HAWKING
et Léonard Mlodinow

Ouvrage : Y a-t-il un grand architecte dans l’Univers ?

Année : 2010

Traduit de l’anglais par Marcel Filoche

1
LE MYSTÈRE
DE L’EXISTENCE

Nous ne vivons chacun que pendant un bref laps de temps
au cours duquel nous ne visitons qu’une infime partie de
l’Univers. Mais la curiosité, qui est le propre de l’homme, nous
pousse à sans cesse nous interroger, en quête permanente de
réponses. Prisonniers de ce vaste monde tour à tour
accueillant ou cruel, les hommes se sont toujours tournés vers
les deux pour poser quantité de questions : comment
comprendre le monde dans lequel nous vivons ? Comment se
comporte l’Univers ? Quelle est la nature de la réalité ? D’où
venons-nous ? L’Univers a-t-il eu besoin d’un créateur ?
Même si ces questions ne nous taraudent pas en permanence,
elles viennent hanter chacun d’entre nous à un moment ou un
autre.
Ces questions sont traditionnellement du ressort de la
philosophie. Mais la philosophie est morte, faute d’avoir réussi
à suivre les développements de la science moderne, en
particulier de la physique. Ce sont les scientifiques qui ont
repris le flambeau dans notre quête du savoir. Cet ouvrage a
pour but de présenter les réponses que nous suggèrent leurs
découvertes récentes et leurs avancées théoriques. L’image
qu’elles nous dessinent de l’Univers et de notre place dans ce
dernier a radicalement changé ces dix ou vingt dernières
années, même si ses premières esquisses remontent à près
d’un siècle.

Dans la conception classique de l’Univers, les objets se
déplacent selon une évolution et des trajectoires bien définies
si bien que l’on peut, à chaque instant, spécifier avec précision
leur position. Même si cette conception suffit pour nos besoins
courants, on a découvert, dans les années 1920, que cette
image « classique » ne permettait pas de rendre compte des
comportements en apparence étranges qu’on pouvait observer
à l’échelle atomique ou subatomique. Il était donc nécessaire
d’adopter un cadre nouveau : la physique quantique. Les
prédictions des théories quantiques se sont révélées
remarquablement exactes à ces échelles, tout en permettant
de retrouver les anciennes théories classiques à l’échelle du
monde macroscopique usuel. Pourtant, les physiques
quantique et classique reposent sur des conceptions
radicalement différentes de la réalité physique.
On peut formuler les théories quantiques de bien des

façons, mais celui qui en a donné la description la plus intuitive
est sans doute Richard (Dick) Feynman, personnage haut en
couleur qui travaillait au California Institute of Technology le
jour et jouait du bongo dans une boîte à strip-tease la nuit.
D’après lui, un système n’a pas une histoire unique, mais
toutes les histoires possibles. Pour tenter de répondre aux
questions formulées plus haut, nous expliciterons l’approche
de Feynman et nous l’utiliserons afin d’explorer l’idée selon
laquelle l’Univers lui-même n’a pas une seule et unique
histoire ni même une existence indépendante. Elle peut
sembler radicale même pour nombre de physiciens et, de fait,
elle va, comme beaucoup de notions courantes aujourd’hui en
science, à l’encontre du sens commun. Mais ce sens commun
se fonde sur notre expérience quotidienne et non sur l’image
de l’Univers que révèlent des merveilles technologiques
comme celles qui nous permettent de sonder l’atome ou de
remonter jusqu’à l’Univers primordial.
Jusqu’à l’avènement de la physique moderne, on pensait
généralement que l’observation directe permettait d’accéder à
la connaissance intégrale du monde et que les choses étaient
telles qu’on les voyait, telles que nos sens nous les montraient.
Mais les succès spectaculaires de la physique moderne, fondée
sur des concepts qui, à l’instar de ceux développés par
Feynman, heurtent notre expérience quotidienne, nous ont
montré que tel n’était pas le cas. Notre vision naïve de la
réalité est donc incompatible avec la physique moderne. Pour
dépasser ces paradoxes, nous allons adopter une approche qui
porte le nom de « réalisme modèle-dépendant ». Elle repose
sur l’idée que notre cerveau interprète les signaux reçus par
nos organes sensoriels en formant un modèle du monde qui
nous entoure. Lorsque ce modèle permet d’expliquer les
événements, nous avons alors tendance à lui attribuer, à lui et
aux éléments ou concepts qui le composent, le statut de réalité
ou de vérité absolue. Pourtant, il existe de nombreuses façons

de modéliser une même situation physique, chaque modèle
faisant appel à ses propres éléments ou concepts
fondamentaux. Si deux théories ou modèles physiques
prédisent avec précision les mêmes événements, il est
impossible de déterminer lequel des deux est plus réel que
l’autre ; on est alors libre d’utiliser celui qui convient le mieux.
L’histoire des sciences nous propose une suite de modèles
ou de théories de qualité croissante, depuis Platon jusqu’aux
théories quantiques modernes en passant par la théorie
classique de Newton. Il est donc tout à fait naturel de se
demander si cette série débouchera en fin de compte sur une
théorie ultime de l’Univers qui inclurait toutes les forces et
prédirait toute observation envisageable, ou bien si l’on va
continuer à découvrir sans cesse de meilleures théories, toutes
perfectibles. Bien qu’on ne puisse apporter de réponse
définitive à cette question, on dispose aujourd’hui d’une
prétendante au titre de théorie ultime du Tout, si elle existe,
baptisée « M-théorie ». La M-théorie est le seul modèle à
posséder toutes les propriétés requises pour être une théorie
ultime et c’est sur elle que reposera l’essentiel de notre
réflexion.
La M-théorie n’est pas une théorie au sens courant du
terme. C’est une famille entière de théories différentes
permettant chacune de rendre compte d’observations relevées
dans une gamme de situations physiques particulières, un peu
à la manière d’un atlas. Il est bien connu qu’on ne peut
représenter l’intégralité de la surface terrestre sur une seule
carte. Ainsi, dans la projection classique de Mercator utilisée
pour les cartes du monde, les zones situées très au nord ou
très au sud apparaissent beaucoup plus étendues, sans pour
autant que les pôles y figurent. Pour cartographier fidèlement
la Terre tout entière, il faut tout un ensemble de cartes,
chacune couvrant une région limitée. Dans les zones où ces

cartes se recouvrent, elles décrivent le même paysage. Il en va
de même de la M-théorie. Les différentes théories qui la
composent paraissent toutes très différentes, mais on peut
toutes les considérer comme des aspects de la même théorie
sous-jacente, comme des versions applicables uniquement
dans des conditions restreintes, par exemple lorsque des
quantités telles que l’énergie sont petites. Et dans leurs zones
de recouvrement, comme les cartes de la projection de
Mercator, elles prédisent les mêmes phénomènes. Pourtant,
de même qu’il n’existe aucune carte plane capable de
représenter l’intégralité de la surface terrestre, il n’existe
aucune représentation qui permette de rendre compte des
observations physiques dans toutes les situations.

Il se peut que plusieurs théories qui
se recouvrent soient nécessaires à la représentation de
l’Univers tout comme il faut plusieurs cartes qui se recouvrent pour représenter la Terre.

Nous décrirons également comment la M-théorie peut
apporter des réponses à la question de la Création. Pour elle,
non seulement notre Univers n’est pas unique, mais de
nombreux autres ont été créés à partir du néant, sans que leur
création ne requière l’intervention d’un être surnaturel ou
divin. Ces univers multiples dérivent de façon naturelle des
lois de la physique. Ils représentent une prédiction
scientifique. Chaque univers a de nombreuses histoires
possibles et peut occuper un grand nombre d’états différents
longtemps après sa création, même aujourd’hui. Cependant, la
majorité de ces états ne ressemblent en rien à l’Univers que
nous connaissons et ne peuvent contenir de forme de vie.
Seule une poignée d’entre eux permettraient à des créatures
semblables à nous d’exister. Ainsi, notre simple présence
sélectionne dans tout l’éventail de ces univers seulement ceux
qui sont compatibles avec notre existence. Malgré notre taille
ridicule et notre insignifiance à l’échelle du cosmos, voilà qui
fait de nous en quelque sorte les seigneurs de la création.

Pour accéder à une compréhension en profondeur de
l’Univers, il nous faut non seulement connaître comment les
univers se comportent, mais encore pourquoi.
Pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien ?
Pourquoi existons-nous ?
Pourquoi ces lois particulières et pas d’autres ?

C’est là la Question Ultime de la Vie, de l’Univers et de
Tout, à laquelle nous essaierons de répondre dans cet ouvrage.
À l’inverse de la réponse apportée dans le Guide du voyageur
galactique de Douglas Adams, la nôtre ne sera pas simplement : « 42. »

2
LE RÈGNE DE LA LOI

suite…

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