Le Mur de Plank

Le mur de Planck indique le moment, où juste après l'explosion originelle, où notre physique perd pied, ou les limites de nos connaissances sont atteintes. Les trois premières secondes de l'univers sont décisives. Et l'extrême début de la première seconde nous reste inaccessible. Le temps de Planck est inimaginable à l'instant du big bang. Ce qui deviendra notre immense univers est alors dix millions de milliards de fois plus petit qu'un atome. Son énergie est inimaginablement grande. Et le temps de Planck, qui dresse son mur devant notre science, est inimaginablement court, o,ooo seconde après l'explosion primordiale.

C'est là au coeur de cette particularité où s'arrêtent les lois dont nous nous servons chaque jour dans notre exploration de la nature.

Pour le moment au moins, rien à faire: la relativité générale et sa gravité qui règnent sur l'infiniment grand refusent avec obstination de s'unir à l'infiniment petit. Einstein a travaillé à son rêve de les unifier avec acharnement et en vain, dans les quatre-vingt dernières années de sa vie.

Le mystère le plus profond continue à planer autour du mur de Planck. Derrière l'inimaginable rôde l'inconcevable.

Je lis C'est une chose étrange à la fin que le monde de Jean d'Ormesson 

Heisenberg et le principe d'incertitude

Werner Heisenburg

Un quart de siècle après les découvertes des quantas par Max Planck, les découvertes s'enchaînent les unes aux autres. Heisenburg formule son célèbre "principe d'incertitude". Pour calculer la vitesse d'une particule il faut l'éclairer par un quantum de lumière. Le quantum de lumière perturbe la particule, modifie sa vitesse et sa situation devient imprévisible et empêche leur mesure simultanée et précise quelle que soit la perfection de l'instrument utilisé. La réalité est transformée du fait même d'être regardée. Le principe d'incertitude est une propriété fondamentale et inéluctable du monde.

Ce principe où se retrouve le thème cher à Einstein : l'influence de l'observateur sur le phénomène observé, principe qui a bouleversé l'idée que nous nous faisons du monde autour de nous. Il marque la fin du rêve d'élaborer une théorie de la science et un modèle de l'univers rigoureusement déterminé. Même aujourd'hui ce bouleversement fait l'objet d'intenses polémiques. Il est permis d'imaginer qu'un être surnaturel, pourrait observer l'univers sans le perturber. Le flou quantique introduit un élément d'imprévision et de hasard dans la science de l'univers.

Einstein s'opposa fermement à la mécanique quantique. Il n'a jamais admis que l'univers soit gouverné par le hasard et l'indétermination. Le 4 décembre 1936, Einstein écrit au phycisien Max Born une lettre des plus célèbres de l'histoire du monde: «Je suis persuadé que le Vieux ne joue pas aux dés."

À la fin des années soixante du siècle écoulé, une inscription était apparue sur les murs d'une grande université américaine.

Dieu est mort

signé

Nietzshe

Une main humaine, je crois, avait effacé le blasphème et écrit à la place:

Nietzshe est mort

signé

Dieu

Max Planck, Niels Bohr et les quantas

Le physicien Max Planck, l'un des fondateurs de la mécanique quantique. Prix Nobel de physique  1918

Le physicien Max Plante fait à Berlin une découverte la plus importante sans doute depuis Newton: l'énergie de la lumière et des autres rayonnements n'est pas émise ou absorbée de façon continue, mais d'une façon discontinue, que les physicien appellent discrète et sous forme  de petits paquets appelés quanta par Max Planck.

Coup sur coup, Niels Bohr à Copenhague, l'Allemand Werner Heisenberg et l'Autrichien Schrödinger développent indépendamment l'un de l'autre une théorie des quanta dans cet infiniment petit qui semble  étrangement refléter l'infiniment grand.

Niels Bohr, prix Nobel de physique 1922 et Médaille Max-Planck 1933

Bohr découvre - c'est le principe dit de «complémentarité» - que les électrons sont à la fois une particule et une onde, et qu'ils tournent autour d'un noyau en suivant une trajectoire à la façon de la Lune qui tourne autour de la Terre et de la Terre qui tourne autour du soleil. Un ballet cosmique minuscule se déroule très bas au fond des choses. Mais dans l'infiniment petit, une surprise nous attend....

Einstein et Bohr en 1030

Le big bang, l'explosion primordiale

Une image semblable à celle-ci peut-être... 

Le nom de big bang fut donné par dérision, vers le milieu du xxe siècle, à l'explosion primordiale. L'inventeur de la formule était un astronome Fred Hoyle, qui était hostile à la théorie d'un monde en expansion et partisan d'un univers dit «univers stationnaire». Le big bang n'est toujours qu'une hypothèse très vraisemblable et admise désormais par une immense majorité de physiciens et d'astronomes. Une minorité de savants dénoncent pourtant encore «le caractère totalement incroyable» du  big bang. Un physicien suédois traduit bien ce rejet: « Le big bang est un mythe comme le mythe biblique de la création en six jours, l'oeuf cosmique chinois etc...

L'Église catholique, en revanche, a vu aussitôt une sorte de revanche sur la redoutable théorie de l'évolution. Et dès 1951, elle l'a déclaré officiellement en accord avec la Bible.

Extrait du livre de Jean d'Ormesson C'est une chose étrange à la fin que le monde

Penzias et Wilson et le rayonnement fossile

Une équipe de deux chercheurs, Penzias et Wilson testaient pour la compagnie Bell une espèce de radar, un détecteur de sons ultra sensible, quand les chercheurs  furent  gênés par un bruit insolite qui semblait venir de nulle part. Les deux physiciens pensaient avoir été victime d'un volatile et reprirent leur recherche après nettoyage. Quelle que fut la direction dans laquelle le détecteur était pointé, le jour et la nuit, le bruit diffus était toujours le même. Les deux hommes mirent un peu de temps à comprendre que ce qu'ils entendaient, c'était la musique de la création. Leur radiotélescope percevait la survivance fossile du rayonnement né du phénomène primordial annoncé par Edwin Hubble.

La fuite des galaxies, et le rayonnement fossile qui baigne tout l'univers constituaient une forte présomption en faveur d'un début de l'Univers. Le cadre d'ensemble pour que ces observations puissent prendre place et se déployer sera l'oeuvre d'Albert Einstein et de sa théorie de la relativité générale.

En 1927, Einstein alla rendre visite à Hubble et adopta le modèle d'un monde en expansion. La voie était ouverte à l'hypothèse d'une explosion primordiale à l'origine d'une expansion qui se poursuit encore aujourd'hui, le big bang. «Ce qu'il y a d'incompréhensible, disait Einstein, c'est que le monde soit compréhensible».

Edwin Hubble et l'Univers en expansion

Edwin Hubble, astronome américain 1889-1953

Hubble est celui qui devait donner son nom au télescope spatial. C'était un avocat qui avait renoncé au barreau pour se consacrer aux étoiles. Après avoir démontrer pour la première fois l'existence de corps célestes au delà de notre Voie lactée, Hubble fit une observation cruciale: les galaxies lointaines qu'il observait dans l'immense univers semblent fuir à toute allure et d'autant plus rapidement qu'elles sont plus éloignées. Le gigantesque système des galaxies est en expansion dans toutes les directions à une vitesse prodigieuse et accélérée.

Cette constatation amène une hypothèse: dans un passé lointain, les objets célestes ont été plus proches les uns des autres et il existe un moment, il y a quelques milliards d'années, où ces différents objets étaient rassemblés en un point qui constituait à lui seul tout l'univers.

Un événement primitif a permis l'expansion de l'univers. Événement foisonnant d'interrogations.

Textes de Jean d'ormesson tirés de son livre C'est une chose étrange à la fin que le monde

Darwin bouleverse la chronologie de l'univers

Darwin ne découvre pas seulement les lois de l'évolution et de la sélection naturelle, il bouleverse aussi la chronologie de l'univers et de la vie. L'âge de l'univers a fait l'objet depuis la nuit des temps de spéculations innombrables et contradictoires. L'archevêque anglican James Ussher fixe la date de la création au 23 octobre 4004 avant Jésus-Christ, entre neuf heures du matin et quatre heures de l'après-midi. Même aujourd'hui, beaucoup de fondamentalistes américains attachés à la Bible sont toujours persuadés que la création du monde remonte à quatre mille ans. À qui leur objecte la découverte de roches, de plantes et d'ossements bien antérieurs à la date supposée de la création, ils répondent que Dieu, en même temps que le monde, a créé les fossiles pour éprouver ses fidèles.

La formidable différence entre le monde immuable des Grecs, de Descartes, de Newton et le monde de l'évolution c'est que Darwin fait sortir la vie d'une longue histoire qui s'étend sur des millions et des millions d'années. C'est ainsi que les lois de l'Évolution sont capables d'expliquer l'émergence des bactérie, des algues bleues, des organismes multicellulaires, des méduses, des insectes, des forêts, des premiers oiseaux, des reptiles et des dinosaures, des mammifères, des fleurs et des vertes prairies, et enfin des primates d'où sortent successivement il y a quelques instants à peine, les différents visages de l'Homo habilis qui se sert de ses mains pour construire des outils, de l'Homo érectus qui marche sur ses deux pieds de derrière et qui regarde le ciel à notre Homo sapiens qui se pense lui-même et qui pense l'univers.

Darwin ouvre un chemin nouveau, il allonge l'histoire de la vie et du monde  et lui attribue dans le temps des dimensions jusqu'alors impensables.

C'est vraiment formidable ce survol de notre histoire! J'aime bien que ce soit lui qui le fasse!

Extrait tiré du livre de Jean d'Ormesson, C'est une chose étrange à la fin que le monde