Les constantes de la nature

dimanche 29 avril 2012
par  Jacques

N°83- LES CONSTANTES DE LA NATURE
John.D.Barrow - O.Jacob - 09/05 - 332 pages - Tout lecteur

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RÉSUMÉ : Discussion autour de la cohérence de notre univers face à ces constantes qui cohabitent avec les lois de la physique. Pouvait-il en être autrement pour que les choses soient ce que nous observons, aujourd’hui ?

MOTS CLÉ : Lois, dimensions, constantes, principes, vie.

L’AUTEUR : John.D.Barrow est professeur de sciences mathématiques à Cambridge.

Il ne s’agit pas de discuter sur les fondements des constantes comme ce fut le cas dans l’ouvrage récent de J.P.Uzan et R.Lehoucq (les constantes fondamentales. Belin), mais plutôt d’une discussion autour du rôle qu’ont certaines d’entre elles dans la réalité de notre univers. Pourquoi ont-elles ces valeurs ? La vie aurait-elle pu émerger si elles avaient été différentes ? (Mais qu’est-ce que la vie ?) Peut-on envisager d’autres univers avec des valeurs différentes ? Avec d’autres dimensions ? etc…L’auteur évoque très souvent les lois de la Nature, leur caractère à prévoir l’avenir à partir des informations du présent, remplacer le changement par l’invariant, et de certaines constantes de la Nature encore accompagnées de quelques nombres purs dont il note que leur valeur est proche de l’unité (π,e). Ne faudrait-il pas parler plutôt de lois de la physique, c’est-à-dire de lois nous assurant une certaine compréhension de cette réalité vers laquelle nous cheminons pas à pas, à partir d’un langage lui aussi crée de toute pièce et dont son efficacité reste toujours source d’étonnement ? A la question des Grands Nombres (puissances de 10+40) posée par Eddington (1920) puis par Dirac (1937) dans lesquelles certaines coïncidences se devaient de témoigner d’un profond projet de la Nature, Dicke (1961) proposa d’inclure les échelles de durées nécessaires à la justification de la sélection faite par l’observateur sur ces coïncidences. La coïncidence des Grands Nombres apparaissait comme la conséquence nécessaire du fait d’être observateur de l’univers, avec ses constantes si particulières, au moment égal au temps exigé pour que ses dimensions engendrent la vie ! Et de revenir sur la découverte de Hoyle (1952) où le noyau de l’atome (6 sous 12 C) se devait d’avoir un niveau d’énergie très particulier à 7,65MeV pour ne pas réagir entièrement avec (8 sous 16 O), conséquence calculable d’interactions entre forces électromagnétique et nucléaires, et donc en relation avec une des constantes, la constante de structure fine α. Pour éviter les pièges de nature finaliste type Grand Dessein, on tente de généraliser le principe d’évolution par sélection naturelle et d’évoquer une variation dans le temps et dans l’espace, de certains de ces nombres purs tels (size 12α= 2πe² over ital "hc" = 1 over "137" ) , d’autant qu’il est possible de trouver un support expérimental à cette démarche. Regarder loin dans l’espace, c’est voir tôt dans le temps : il suffira donc pour tester cette « hypothèse des constantes variables », d’analyser finement la lumière émise par de lointains quasars (z=3,5) et son absorption par des nuages de poussières et de gaz présents sur le trajet (1999-méthode des nombreux multiplets MM pratiquée par l’auteur) accompagnée de simulations informatiques soignées. Il apparaîtrait que la constante de structure fine α serait plus petite dans le passé et par voie de conséquence certaines des forces fondamentales. L’ajustement très fin des constantes pour que la vie soit possible donne donc à penser que l’univers doit être suffisant âgé pour que les étoiles aient eu le temps de créer les briques nécessaires à la complexification. La vie pouvant être comprise comme flux d’énergie en non équilibre (chimie), facilité à évoluer (biologie) ou capacité à traiter et conserver l’information (informatique). Le fait d’envisager d’autres univers, où les constantes seraient différentes, pourrait ne refléter que notre ignorance des contraintes de cohérence logique exigée par ces Théories du Tout qui prétendent unifier notre compréhension de l’univers. L’argument anthropique nous apprend peut-être que nous devons nous trouver actuellement, dans un des ces univers les plus probables, favorable à l’évolution de la complexité, univers dont l’histoire pourrait être celle où son expansion est juste en équilibre entre l’énergie répulsive du vide et celle attractive de toutes les autres formes de matière. Ainsi

« Les constantes de la Nature, sont l’ultime rempart contre un relativisme débridé. Elles définissent une structure de l’univers d’une manière qui peut nous faire éviter les préjugés dus à une conception anthropomorphique des choses. »

Ouvrage surprenant où l’on pourra apprécier (ou pas) les possibilités offertes par l’étude de l’univers dans son ensemble, les démarches entreprises dans le domaine étroit des spéculations avec possibilité de retour sur l’expérimentation, et qui peuvent déboucher sur des concepts défiant notre bon sens. Songeons au temps où Galilée découvrit ces immenses populations d’étoiles dans la Galaxie, où Henrietta Leavitt découvrit ces vastes univers îles que sont les autres galaxies d’étoiles. Nous sommes peut-être à l’heure des multi-univers d’André Linde où « l’inflation chaotique » devient le moteur d’une perpétuelle auto-reproduction d’univers tout aussi sensibles les uns que les autres aux conditions initiales (fluctuations quantiques) pouvant conduire quelques uns à certaines propriétés particulières où les constantes seraient précisément celles que d’éventuels observateurs …observeraient. « Des univers qui dérivent comme des bulles dans l’écume, sur la Rivière du temps. » Après tout « Une idée qui n’est pas dangereuse n’est pas du tout digne d’être appelée idée ».

Jacques Cazenove



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