Astronomie: peut-on envisager
une nouvelle révolution ?
Samedi 27 juin - 18h00 à 19h30
Observatoire - 9, av. Charles André - 69561 St-Genis - Laval
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400 ans après les découvertes de Galilée, qu’en-est-il des grandes théories cosmologiques ? Qu’apporte la physique moderne ? Après la dernière, qui fut celle de la relativité générale (1910), peut-on espérer une nouvelle révolution, qui nous expliquerait comment relier infiniment grand et petit ? Trois intervenants, astrophysiciens, répondent durant le débat organisé par Mille et une sciences le 27 juin 2009 à l’Observatoire de Lyon.
Jean-Pierre Verdet¹ retrace brièvement le chemin parcouru depuis la science de l’Antiquité jusqu’à l’astrophysique moderne. Il rappelle que la révolution astronomique commence avec Nicolas Copernic et s’achève avec Newton, avec à mi-chemin, Galilée (dans les années 1600). Pourtant, dès le 5ème siècle avant J.C, on savait que la Terre était ronde. Mais il a fallu attendre l’éclair de génie de Copernic, astronome polonais (1473-1543) pour remplacer les épicycles des planètes d’un modèle compliqué par un seul, représentant la révolution de la Terre autour du soleil.
Et Galilée vit loin et mieux…
Bien sûr, à la Renaissance, on ne voit que les 5 planètes, les étoiles, la lune et le soleil. L’observateur a l’impression d’être au centre de tout cela et il faut dépasser les apparences au 16ème siècle pour comprendre que ce n’est pas forcément le ciel qui tourne autour de la Terre, mais peut-être bien l’inverse ! Galilée admire Copernic et sa cosmologie héliocentriste, et peut enfin l’étayer par les observations télescopiques du ciel, en 1609. En quelques nuits, il bouleverse ainsi la vision du monde : il voit notamment les objets tournant autour de Jupiter, envoyant aux poubelles de l’histoire la vision de Ptolémée et disqualifiant du même coup la physique d’Aristote.
Einstein et les théories actuelles
Vient ensuite Newton, qui pose les bases d’une physique expliquant la gravitation et les mouvements de rotation dans l’espace : c’est la mécanique classique des forces. Il a fallu attendre le début du 20ème siècle pour qu’elle soit revisitée par Albert Einstein, qui dit, en somme, que la chute des corps est due à une courbure de l’Espace. Cette rupture nous amène depuis les années cinquante à une « crise » scientifique car il s’agit bien aujourd’hui de réconcilier cette relativité générale et la mécanique quantique, en quelque sorte, l’infiniment petit (les débuts de l’Univers) et l’infiniment grand (l’expansion actuelle), avec une théorie unificatrice. C’est ce que tentent la théorie des cordes et celle de la gravitation quantique à boucles (l’espace-temps repensé comme un enchevêtrement de boucles fondamentales).
Aurélien Barrau, Emmanuel Pécontal et Jean-Pierre Verdet (assis au centre) ont répondu aux questions d'un public attentif. (Photo: Mille et une sciences)
Les révolutions scientifiques
Il y a donc trois grandes révolutions : la 1ère, c’est celle d’Aristote, créant une science rationnelle, la 2ème est la révolution copernicienne, dont l’achèvement sera la mécanique classique newtonienne qui perdurera jusqu’au 20ème siècle jusqu’à Einstein (3ème). Et aujourd’hui ? Pour Emmanuel Pécontal², les astronomes attendent des théoriciens des prévisions qu’ils pourraient démontrer par leurs expériences. Comme pour l’accélération de l’expansion de l’Univers, récemment observée, alors que les équations avaient « prédit » le phénomène (avec toutefois une ampleur qui n’est pas celle constatée). Reste que les dimensions supplémentaires de la théorie des cordes et les nouvelles particules n’ont, elles, pas encore été découvertes. Et les Newton, les Einstein ne courent pas les rues…
Physique et métaphysique
Comment alors tenter de comprendre l’Univers ? Car certaines limites semblent indépassables. Disons que l’univers est pensable, mais qu’il n’est pas imaginable. Kant (18ème siècle) pensait qu’il n’y avait pas de réponse à la question de la finitude de l’espace et du temps (antinomies de la raison). Ce qu’on pourrait traduire par : on ne peut pas philosopher si on pense que l’Univers n’existe pas. Et pourtant, si l’univers existe, l’imagination bute sur le problème de ses limites dans l’espace et le temps. L’erreur souvent commise est d’essayer de ramener les phénomènes astrophysiques à une compréhension par les sens. Pour l’instant, les modèles physiques se heurtent à une limite mathématique, de distance, la longueur de Planck (= 1,616 252 X 10-35 m)...
Vers de nouveaux types de révolutions ?
Aurélien Barrau³ suggère maintenant de faire de l’astrophysique en redéfinissant ou ré-enchantant ce qu'on attend de la science. « La science peut être considérée comme la discipline qui étudie les lois intrinsèques et objectives du monde ou, de façon plus intéressante, comme une manière de faire un monde, parmi d’autres possibles » explique-t-il. Le grand mérite de la théorie des cordes serait justement qu’elle renoue avec la mythologie. Emmanuel Pécontal croit, lui, que les révolutions en astronomie viendront de nos connaissances sur notre cerveau : les neurosciences pourraient apporter beaucoup sur notre manière de concevoir l’Univers, toutes les théories étant élaborées par notre conscience… Une manière de retourner la lunette vers nous même pour mieux voir au-delà !
Céline Gottel
¹ Jean-Pierre Verdet, Astronome et Historien de l’astronomie, Observatoire de Paris.
² Emmanuel Pécontal, Astronome, Observatoire de Lyon.
³ Aurélien Barrau, Enseignant-chercheur, LPSC de Grenoble.
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