N°54 - SEPT BRÈVES LEÇONS de PHYSIQUE.
C.Rovelli - O.Jacob - 94 pages - 09/09/2015 - Tout lecteur.

RÉSUMÉ : Sept leçons, comme sept piliers de sagesse, pour ouvrir sur l’aventure de la science et les concepts émergents de la relativité et de la quantique. Fenêtres sur de nouveaux paysages avec pour horizon l’Homme et son cerveau, en quête d’informations à décoder.

MOTS CLÉ : discontinuité, chaleur, information, homo sapiens.

L’AUTEUR : Carlo ROVELLI est physicien (gravité quantique à boucles) et historien des sciences ; membre senior de l’Institut Universitaire de France, il dirige le groupe de recherche en gravité quantique au Centre de Physique Théorique de Marseille-Luminy.

Ces leçons sont destinées à ceux qui ne connaissent rien ou pas grand-chose à la physique. Elles donnent un aperçu rapide des aspects les plus importants et fascinants de la grande révolution qui a bouleversé la physique au XX° siècle. Mais aussi sur le poids de ce que nous ne savons pas encore (95% de contenu matière-énergie) et sur le problème de l’auto-référence de notre situation, où notre cerveau est partie intégrante de cet univers à déchiffré.

Sept leçons, comme sept couleur d’un arc en ciel, ou comme sept piliers d’une sagesse qui découlerait de suivre le chemin tracé par la science et qui fait bien partie de notre culture commune et donc universelle.

1- Éloge de la relativité (la plus belle des théories scientifiques/L.Landau) de son grand maître Einstein. Elle met en relation contenu (matière-énergie) et contenant espace-temps). L’un courbant l’autre et l’autre imposant ses trajectoires libres à l’un. Espace et champ de gravitation compris comme la même entité. Reste à montrer que se drôle de mollusque se ride (ondes gravitationnelles). L’équation d’Einstein est évoquée !

2- Parfum d’incompréhensibilité dans ce monde des quanta traite les particules non comme des billes mais comme des grumeaux d’énergie ou excitations locales des champs qui leur correspond. Des particules qui n’existent pas tout le temps. Les équations de la quantique ne décrivent pas ce qui arrive à un système, seulement la façon dont un système réagit sur un autre. Le principe d’indétermination (Heisenberg) n’est pas évoqué ?

3- L’architecture du cosmos présentée dans son contexte historique, découle de l’application de ces 2 théories avec un modèle standard pour les particules (théorie quantique des champs) et un modèle standard pour la cosmologie (relativité générale). Un univers plissé, dynamique, en expansion (accélérée aujourd’hui) où la matière s’organise depuis l’ère de Planck (Big-Bang). Y avait-il quelque chose avant ?

4- Les particules s’articulent autour des électrons (fermions) et des quarks. Comprises comme des quanta d’un substrat, comme les excitations d’un champ fluctuant. Le monde quantique est un monde d’événements, pas de choses. Le modèle standard des particules (confirmé par la découverte d’un boson BEH le 4/7/12) est ce que nous savons faire de mieux. Matière noire et énergie sombre conduisent vers des théories alternatives (SU5/Supersymétries). Mais peut-être n’avons-nous pas encore appris à regarder du bon point de vue pour comprendre la simplicité cachée….

5- Les grains d’espace, comme grains de beauté destinés à rendre cohérente une physique où le matin le monde est un espace-temps courbe et continu, l’après midi un espace plat où sautillent des quanta d’énergie. La gravité quantique à boucles GQB (spécialité de l’auteur) propose un espace physique fée d’atomes d’espace décrits par des équations conduisant leur évolution sans variables temporelles. Boucles parce que formant un réseau de relations à tisser la trame de l’espace comme des anneaux de fer tissent la cotte de mailles. Espace crée par l’interaction mutuelle de quanta de gravité. Monde de relations avant d’être ensemble d’objets. Relations entre événements quantiques, qui sont le monde, eux-mêmes source du temps. L’illusion de la continuité de temps et de l’espace, conséquence d’une vision floue du pullulement dense de processus élémentaires. Point de temps qui s’écoule pour une description qui verrait tout.

6- Les trous noirs comme pierre de Rosette sur le temps de la physique écrite en 3 langues posées sur 3 constantes h,c,k (Cube d’Okun). Réflexions sur la thermodynamique et le flux de chaleur, source de flèche du temps. Probabilisme quantique fondamental, probabilisme thermique lié à notre ignorance, prêts à se tendre la main. Prévisibilité ou imprévisibilité révèlent encore une nature relationnelle des concepts utilisés pour mettre le monde en ordre. Chaleur, vibration statistique de l’espace-temps ? Mais il n’y a pas de temps dans la GQB ? D’insister sur ce caractère relationnel entre les choses, de notre vision floutée du monde, source d’une perception de l’écoulement du temps thermique.

7- Et l’Humain dans tout ça ? Devenus poussières d’étoiles, singuliers pour être constitués de ces 5% de matière baryonique, partie intégrante de la diversité observée, nous restons ailés dans cet univers dont nous avons décidé qu’il était compréhensible par notre cerveau raisonnable et résonant. Auto-référence de notre situation, caractère limité de nos sens, de nos fonctions cérébrales, et idées préconçues sont autant de filtrages aux informations à gérer par ces quelques 10⁺¹⁵ connexions disponibles et que l’imagerie cérébrale tente de formaliser. Limité pour devenir.

Il y a des frontières là où nous sommes en train d’apprendre, où brûle notre désir de savoir. Elles sont dans la structure du tissus de l’espace, dans les origines du cosmos, dans la nature du temps, dans le destin des trous noirs, dans le fonctionnement de notre pensée.

Petit livre magique à lire ...

...ici, sur le bord de ce que nous savons, au contact avec l’océan de tout ce que nous ne savons pas, où brillent le mystère du monde.

Pas besoin de beaucoup de plages pour ouvrir sur les perles des possibles !

Jacques CAZENOVE - 07/09/15