Lorsqu’il s’agit des plus grandes questions sur le cosmos, les physiciens ont tendance soit à les éviter, soit à affirmer des théories qui n’ont pas de véritable fondement empirique. Le Big Bang en est un bon exemple : un mythe de la création dont la physique ne pourra probablement jamais prouver la véracité. Mais ces théories ne sont pas non plus simplement équivalentes au dogme religieux, elles se situent dans l’espace indéfini entre la science et la religion, non en conflit avec la science, mais aussi non soutenues par elle, argumente Sabine Hossenfelder.
Beaucoup de gens prennent un mauvais départ avec la physique à l’école. Je l’ai fait aussi. La physique semblait concerner les aimants, les atomes et les boules roulant sur des plans inclinés. Je ne l’ai pas trouvé particulièrement attrayant. Et pourtant, aujourd’hui, je suis physicien.
A l’école, on ne voit qu’un côté de la physique, mais elle en a un autre. La physique est l’un des meilleurs moyens de donner un sens à notre propre existence : le passé existe-t-il encore ? Des copies de nous vivent-elles dans d’autres univers ? Les informations peuvent-elles être détruites ? La science a-t-elle des limites ? Voilà quelques exemples de questions auxquelles la physique nous aide à répondre.
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Le silence de la plupart des physiciens sur ces grandes questions a un autre inconvénient : cela laisse le champ libre à ceux qui confondent religion et science.
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Les physiciens n’aiment pas parler de ce côté existentiel de leur recherche. Je soupçonne que c’est parce que, historiquement, les questions existentielles ont été du ressort de la religion, et les scientifiques veulent garder leurs distances. Mais maintenir cette distance a un inconvénient : elle éloigne aussi la science de l’humanité. C’est probablement en partie la raison pour laquelle les scientifiques en général, et les physiciens en particulier, sont perçus comme froids et technocratiques. Il semble que les physiciens ne se soucient pas de ce que les lois fondamentales de la nature impliquent pour les gens. Le silence de la plupart des physiciens sur ces grandes questions a un autre inconvénient : cela laisse le champ libre à ceux qui confondent religion et science.
Un cas où la science recoupe la religion est le début de notre univers. Les physiciens ont proposé de nombreuses théories à ce sujet : un big bang, un big rebond, une collision de membrane de dimension supérieure, un gaz à cordes, un réseau, un trou noir à 5 dimensions et bien d’autres. J’ai perdu la trace. Mais la réponse scientifiquement correcte est, plutôt ennuyeuse, que nous ne savons pas comment l’univers a commencé. En fait, il y a de bonnes raisons de penser que nous ne le saurons jamais. Mais certains physiciens ne veulent pas accepter cette réponse. Ils comblent leur manque de connaissances avec des mythes de la création, écrits dans le langage des mathématiques.
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Ces mythes de la création ne sont pas faux, il n’est donc pas antiscientifique d’y croire. C’est plutôt que nous ne pouvons pas les distinguer avec des observations, pas maintenant, et très probablement jamais. Mon ami et collègue Tim Palmer de l’Université d’Oxford a suggéré de qualifier ces idées de “scientifiques”: la science ne peut pas nous dire si elles sont bonnes ou mauvaises. Comme l’hypothèse d’un Dieu omniscient et inobservable, les idées selon lesquelles notre univers est né d’un trou noir, ou d’une collision de membranes de dimensions supérieures, ou d’une toile, ne sont pas scientifiques.
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Croire en l’existence d’univers inobservables n’est pas en conflit avec la science ; ce n’est pas non scientifique. Au contraire, ce n’est pas scientifique.
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Je ne veux pas dire que notre théorie du cosmos a déjà atteint son point final. Il est presque certain que nous améliorerons un peu plus l’actuel. Par exemple, le nouveau télescope Webb recueille des données qui peuvent nous dire comment les galaxies se sont formées. On s’attend à ce que les galaxies se forment lentement et progressivement si de la matière noire hypothétique existe. La théorie concurrente est que la matière noire est absente, mais la gravité ne fonctionne pas comme l’a dit Einstein, une idée connue sous le nom de gravité modifiée. Si ce dernier est correct, les galaxies se formeraient beaucoup plus rapidement. Le télescope Webb peut nous aider à différencier une hypothèse de l’autre.
Cependant, la formation des galaxies s’est produite environ cent mille ans après la naissance de l’univers, de sorte que le télescope Webb ne résoudra pas l’énigme de leur origine. Finalement, la collecte de données et l’affinement de nos théories atteindront une limite. Après cela, nous devrons choisir une histoire pour des raisons autres que les preuves scientifiques.
L’idée qu’il existe des univers autres que le nôtre dans un grand “multivers” est une autre idée scientifique qui s’est imposée en physique. Certains de ces univers contiennent des copies de notre système solaire, avec une civilisation humaine comme la nôtre. En fait, ils contiennent des copies de nous tous, bien que ces copies puissent vivre leur vie de manière légèrement différente. Pas seulement dans un sens, mais dans tous les sens possibles.
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Cependant, contrairement aux films, les univers que conjecturent les physiciens ne peuvent pas être visités. Ils sont totalement inobservables. Ce n’est pas seulement que nous ne pouvons pas les voir de nos propres yeux, il n’y a aucune observation qui puisse confirmer leur présence, même en principe. Pourquoi, alors, les physiciens y croient-ils ? Parce qu’ils ont des équations pour ces autres univers, et ils pensent que les mathématiques sont une raison suffisante pour croire que tout ce que les mathématiques décrivent existe.
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Dans certains cas, la physique a soulevé des questions auxquelles nous n’aurions peut-être même pas pensé autrement.
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Encore une fois, la croyance en l’existence d’univers inobservables n’est pas en conflit avec la science ; ce n’est pas non scientifique. Au contraire, ce n’est pas scientifique. La même chose se produit avec la croyance qu’ils n’existent pas. La science ne dit tout simplement rien de son existence, d’une manière ou d’une autre. Alors, y a-t-il d’autres univers ? nous ne le savons pas
Une fois que j’ai commencé à y réfléchir, j’ai réalisé que la physique ouvre notre esprit à de nombreuses idées scientifiques que nous ne pouvons ni réfuter ni confirmer. Par exemple, l’idée que l’univers dans son ensemble peut penser. Non pas que nous en ayons la preuve. Mais cela correspond à tout ce que nous savons, et nous n’avons aucune preuve contre cela non plus. Ou prenez l’idée qu’un jour nous pourrions monter sur un ordinateur, ou créer un univers. Je ne peux pas vous dire que cela va arriver, mais cela n’entre pas en conflit avec ce que nous savons des lois de la nature. Il n’est pas antiscientifique d’y croire. Ce n’est tout simplement pas scientifique.
Dans certains cas, la physique a soulevé des questions auxquelles nous n’aurions peut-être même pas pensé autrement. La théorie de l’espace et du temps d’Einstein, par exemple, rend impossible de définir un moment dans le temps comme spécial. Pour autant que nous sachions actuellement, notre expérience du passage du temps est un artefact de notre perception, et non une propriété fondamentale de la nature. Sans examiner les calculs et les preuves, nous n’y avons peut-être pas pensé, précisément parce que cela contredit notre expérience.
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Une autre question existentielle dans le domaine de la physique est de savoir si l’information peut être perdue. C’est pourquoi les physiciens sont obsédés par le paradoxe de la perte d’informations dans un trou noir : parce qu’il semble que déverser des informations dans un trou noir pourrait être le seul moyen de le détruire à jamais. Sur ce point, le jury n’est toujours pas venu : les physiciens ne sont pas d’accord sur la réponse, mais la plupart d’entre eux (dont moi) pensent actuellement que les trous noirs ne peuvent probablement pas être détruits.
Lorsque nous essayons de répondre aux grandes questions de notre existence, nous avons trois options : la science, la philosophie et la physique. De ces trois, la physique a fait le plus de progrès au cours du siècle dernier, et nous n’avons pas encore pleinement compris ce que tout cela signifie. Oui, la physique est le sujet qui traite des aimants, des atomes et des boules roulant sur des plans inclinés. Mais c’est aussi bien plus que cela.