L’unification de la physique

Ken Tapping, le 1er août 2012

Dans le ciel, cette semaine…

  • Mars et Saturne rasent l’horizon, à l’ouest, une fois la nuit tombée.
  • Vénus et Jupiter se courtisent à l’est, dans les heures précédant l’aube.
  • La Lune sera pleine le 1er août.

Nos ancêtres vivaient dans un monde terrible. Pestes, invasions, disettes, séismes et inondations s’abattaient sur eux de manière imprévisible, sans qu’on puisse quoi que ce soit pour y remédier. Peu étonnant donc, qu’ils aient essayé de rationaliser pareils fléaux en attribuant les grandes forces de la nature à une flopée de dieux et de déesses capricieux et querelleurs. L’humanité a fait un grand saut quand les philosophes grecs ont émis l’hypothèse que l’Univers respectait des règles cohérentes et qu’on pourrait en déduire certaines. Cette réflexion constitue vraisemblablement le développement le plus important dans l’histoire de la science. En effet, avant cette révélation, pourquoi se serait-on efforcé de formuler des règles que les dieux auraient pu modifier à leur guise?

Une fois la décision prise que oui, la recherche scientifique a son utilité, l’espèce humaine a tenté de comprendre des fragments de ce qui se déroulait autour d’elle, dans l’Univers. Peu à peu, elle a assemblé les pièces de cet incroyable casse-tête pour brosser un tableau général de la situation. Nous aimons croire que la science progresse graduellement, mais la réalité veut qu’elle avance par à-coups, effectuant de petits pas, quelquefois en avant, d’autres fois en arrière, lorsque des erreurs sont commises.

De nos jours, les scientifiques conviennent dans une large mesure que tout ce qui nous entoure se plie à un petit jeu de lois naturelles et cohérentes, et non à une multitude de processus sans liens entre eux. D’énormes progrès ont été réalisés dans cette voie, mais d’importantes questions demeurent, notamment pourquoi les choses fonctionnent différemment au quotidien, c’est-à-dire à l’échelle macroscopique, et dans l’infiniment petit.

À la fin du XIXe siècle, plusieurs chercheurs étaient persuadés que tout avait été dit sur la physique, qu’il ne restait qu’à peaufiner certaines théories déjà formulées. Étrange comme nous nous laissons facilement emporter par l’orgueil et ce, en dépit du nombre de fois où l’avenir nous prouve nos erreurs par la suite.

À la même époque ont été formulées deux théories révolutionnaires. Celle de la relativité a secoué le monde de l’extrêmement grand, tandis que la théorique quantique en a fait autant avec l’infiniment petit. La première a rendu les multiples phénomènes observés dans l’Univers plus compréhensibles; la seconde nous a aidés à comprendre ce qui se déroule au niveau de l’atome. Malheureusement, ces deux théories ne font pas bon ménage et nous nous efforçons toujours de les unifier.

À présent, nous devons vivre avec ce qui nous est familier et forme à peine 4 % de l’Univers, le reste étant constitué de matière noire et d’énergie sombre, deux phénomènes qu’on ne parvient ni à expliquer, ni à observer directement. Quoi qu’il en soit, la quête du Graal – trouver comment unifier le tout – se poursuit, bien que la route qui nous mènera au but soit encore longue.

Nous savons maintenant qu’une modification même infime des lois de la physique aboutirait à un univers sans étoiles, à un univers dans lequel les étoiles exploseraient si vite que rien d’autre ne pourrait survenir, voire à un univers où la chimie de la vie ne fonctionnerait pas. Ce qui nous ramène à la question : existons-nous du simple fait d’un heureux hasard au moment du Big Bang, ou les valeurs essentielles à l’apparition de la vie ont-elles été choisies? La science ne pourra sans doute pas répondre à cette question à elle seule. Par ailleurs, il est peu probable que nous saurons un jour tout sur l’Univers. Aucune importance. Qui aimerait vivre dans un monde où il n’y a plus rien à expliquer?

Ken Tapping est astronome à l’Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches, à Penticton (C.-B.), V2A 6J9.

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