Les physiciens et l’énigme de l’Univers

par Paul Mazliak

Tribune publiée dans l'Humanité du 26 novembre 2010.
      Histoire des sciences

Étienne Klein, physicien au CEA et philosophe, s’est acquis une bonne renommée de pédagogue « en racontant les secrets de la matière en famille » (titre d’un de ses livres). Dans le présent ouvrage, il envisage les réponses de la physique moderne à ces deux questions fondamentales : d’où vient l’Univers ? Et d’où vient qu’il y ait un Univers ?
Penser le commencement du monde revient rigoureusement à penser son absence, puisqu’on pense au passage du néant, de rien, à quelque chose qui serait le monde. Or le néant est impensable : l’esprit, en pensant au néant, pense au vide, à l’élimination de toute chose, il ne pense pas à rien. Dans les récits mythiques de l’origine du monde, il y a toujours quelque chose « au début » : un chaos sans lumière qu’une divinité vient structurer.
Les physiciens ont reconstitué l’histoire des 13,7 derniers milliards d’années d’existence de l’univers. Au début de cette histoire, à l’époque du big-bang, l’univers était beaucoup plus petit, plus dense et plus chaud qu’aujourd’hui. Depuis il ne cesse de se dilater et de se refroidir. Une matière unique le constitue, formée de particules, d’atomes et d’étoiles, obéissant à des lois « universelles ».
Pour comprendre ce qui se passe dans l’univers, il faut, explique l’auteur, envisager quatre forces fondamentales : la gravitation (ou attraction universelle entre les masses), les interactions électromagnétiques (très puissantes à faible distance) et les deux interactions existant à l’intérieur des noyaux atomiques, l’une faible, l’autre forte, toutes deux n’agissant qu’à très, très courte portée (le diamètre d’un noyau est de 10^-15 m, soit un millième de milliardième de millimètre). La « date » du big-bang a été fixée grâce à la relativité générale d’Einstein ; or cette théorie ne tient compte que de la gravitation. Le big-bang n’est donc pas le point zéro du temps ; avant le big-bang, jouaient seules les trois autres forces fondamentales.
Pour décrire l’univers primordial précédant le big-bang, les physiciens doivent franchir « le mur de Planck », c’est-à-dire le moment où la Relativité générale ne s’applique plus. Ils doivent donc élaborer des théories unifiant physique quantique et physique relativiste, mettant en jeu les quatre forces fondamentales. Ils sont encore loin du but et testent leurs hypothèses à l’aide des grands accélérateurs de particules (tel celui du Cern à Genève). Voici une théorie parmi les nombreux exemples présentés par Étienne Klein. Les physiciens évoquent souvent le « vide quantique », sans aucune particule, mais plein d’énergie. Une fluctuation énergétique peut faire surgir suffisamment de particules pour produire un univers en expansion. Lorsque celle-ci a suffisamment dilué la matière, le « vide quantique » réapparaît. Ainsi se succéderaient apparitions et disparitions de l’univers sans qu’on puisse parler d’origine.
Toutes les galaxies sont entourées de masses énormes de « matière noire », pour le moment totalement indescriptible du point de vue physique. Les progrès des connaissances sur la nature de cette matière noire bouleverseront sans doute les discours sur l’origine de l’Univers.

« Discours sur l’origine de l’Univers ». Étienne Klein.
    2010 — 182 pages.
17 € 00 aux Éditions Flammarion. (Publicité gratuite)
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