Entretien avec … Jean-Philippe UZAN

Auteur de plusieurs ouvrages, dont le dernier « Big Bang – Comprendre l’Univers depuis ici et maintenant » a récemment été titré Prix du livre d’astronomie par la revue Ciel & Espace, est directeur de recherche CNRS à l’Institut d’Astrophysique de Paris (IAP) et spécialiste des questions de cosmologie.

L’occasion d’en savoir plus sur notre Univers !

AB : Vous parlez, au début de votre livre, de la différence entre « cosmologie » et « Cosmologie ». Pourquoi est-ce important de bien séparer ces 2 aspects ?

JPU : Cette différence est importante pour éviter toute confusion dans le propos scientifique. La cosmologie est une branche de l’astrophysique et de la physique, visant à construire une représentation de l’univers que l’on peut comparer aux observations. La Cosmologie est bien plus ancienne. Elle se pose des questions sur l’univers dans son ensemble : est-il fini ou infini ? A-t-il eu une origine ? La portée des questions de ces deux cosmologies est différente bien que la limite entre elles soit poreuse et évolue dans le temps. Cette distinction permet de ne pas survendre les faits établis par la science, d’éviter de laisser croire que celle-ci répond à des questions métaphysiques millénaires. On évite ainsi tout relativisme et on gagne en liberté car on peut ensuite, sans soucis, échanger avec des philosophes, des artistes et comparer diverses versions du monde.

AB : Qu’est-ce que le Big Bang ? Peut-on parler de l’origine de l’Univers à son propos ?

JPU : Le big-bang réfère à plusieurs choses. C’est d’abord le nom du modèle cosmologique contemporain. Ce dernier a établi depuis les années 30 que l’espace se dilate. En extrapolant la dynamique de l’univers dans le passé, le modèle prédit qu’il existe une singularité : une sorte de bord au-delà duquel la notion de temps et d’espace ne font plus sens. Cette singularité signale avant tout une limite de notre modèle, extrapolé bien au-delà de son domaine de validité. Ceci est souligné en particulier par Georges Lemaître dès 1931. Le big-bang n’est donc pas l’origine de l’univers mais simplement une singularité dans la description de l’univers. Il ne faut jamais confondre un phénomène et sa description. Aujourd’hui, les recherches visent à comprendre cette singularité, en particulier en se fondant sur les théories de gravité quantique. De nombreux modèles, encore tous spéculatifs, coexistent. Pour autant, ce big-bang excite les imaginations, les fantasmes, espoirs et dégoûts bien au-delà de la sphère scientifique, ce qui en dit plus sur nos attentes concernant la question de l’origine de l’univers que sur l’univers lui-même. Malheureusement, cette question reste aujourd’hui en dehors du champ scientifique.

AB : Les médias raffolent de publications un peu « exotiques » comme les multivers, par exemple. Peut-on accorder un véritable crédit scientifique à ces théories ?

JPU : C’est bien normal ! Ces spéculations font rêver et se rapprochent parfois de la science fiction L’exploration et la spéculation sont au cœur de la recherche. Elles sont nécessaires afin de tirer les conséquences des théories actuellement en gestation, et éventuellement pour comprendre la façon de détecter la signature observationnelle d’un de ces scénarios. Pour autant, ces modèles naissent, meurent, se contredisent et ne font pas consensus. Ceci aussi est normal. Pour qu’un tel modèle puisse acquérir un statut scientifique, il faut qu’il repose sur une construction cohérente, qu’il fasse des prédictions sur notre monde et que l’on puisse tester ces dernières. Aucune de ces spéculations ne remplit ces conditions aujourd’hui. On en revient à l’importance de distinguer cosmologie et Cosmologie. Bien que l’étude de ces idées soit importante, on ne peut aujourd’hui rien affirmer sur la crédibilité de telles structures de l’espace-temps.

AB : On parle beaucoup de matière noire, d’énergie noire… Pouvez-vous nous définir très simplement ces deux notions ?

JPU : Le modèle cosmologique standard a de nombreux succès. Cependant la cohérence entre théorie et observation se fait au prix de l’introduction de deux composantes de matière encore inconnues dans nos accélérateurs de particules. La matière noire serait une particule n’interagissant que très faiblement avec la matière ordinaire et nécessaire pour comprendre la structuration de l’univers et la stabilité des galaxies. Quant à l’énergie sombre, elle invoquée pour comprendre l’accélération récente de l’expansion cosmique. Bien que de nombreux modèles soient proposés, toutes les observations sont absolument compatibles avec une constante cosmologique, telle que considérée depuis 1917. Jusqu’à preuve du contraire, c’est donc l’hypothèse la plus crédible. Elle pose certes des problèmes théoriques de compatibilité entre relativité générale et mécanique quantique mais reste une explication bien meilleure que tous les modèles exotiques d’énergie sombre.

La situation est donc assez délicate. Soit la cosmologie prédit actuellement l’existence d’un nouveau type de matière, qu’il nous reste à détecter et comprendre. Soit ce secteur sombre indique une faille majeure de notre construction. De nombreux projets observationnels sont actuellement en cours, comme le satellite Euclid de l’ESA, et ces questions structurent la recherche actuelle, en particulier en développant de nombreux tests des hypothèses sur lesquels repose le modèle cosmologique.

bpc-euclid-illustration

Le satellite Euclid parviendra t-il à percer les secrets de l’énergie noire ? Source : CNES

Retrouvez la chronique de son dernier ouvrage, sur le blog :

https://astrobook21.blog/2019/02/02/big-bang/

 

La première lumière de l’Univers cartographiée par le satellite Planck. Source : ESA

planck

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