Pourquoi le soleil brille

Le XXe siècle a vu naître les deux plus belles théories physiques jamais inventées. La première, la relativité générale, est l'oeuvre du seul Albert Einstein. Son domaine d'application est l'infiniment grand. La seconde, la mécanique quantique, est l'oeuvre collective de certains des plus grands esprits du XXe siècle. Son domaine d'application est l'infiniment petit. Mais ces deux théories sont incompatibles entre elles. Cherche-t-on à les réunir dans ce qu'on appelle la "théorie du tout", on se heurte alors à d'insurmontables difficultés. Aujourd'hui, la "théorie des cordes" semble en passe de réussir là où toutes les précédentes théories ont échoué: ce faisant, elle bouleverse notre conception de la matière, de l'espace et du temps. C'est l'histoire pleine de rebondissements de cette révolution en marche - où les particules élémentaires s'avèrent semblables à d'infinis bouts de ficelle, où l'espace-temps se déchire, se répare, se replie en dix dimensions invisibles, où le Big-Bang et les trous noirs prennent des formes inattendues - que nous raconte ici l'un de ses éminents acteurs. Après la relativité générale et la mécanique quantique, l'avenir appartient-il à la "théorie des cordes"?

Les avancées scientifiques ont radicalement modifié la conception de nos origines. Elles écrivent aujourd'hui une grande fresque historique, déployée sur un temps exceptionnellement long - quelque 14 milliards d'années - et dans un espace exceptionnellement vaste. Jamais la fresque ne fut aussi vraie, puisque toutes les sciences, de l'astronomie à la neurobiologie, de la physique à la chimie en passant par l'anthropologie, la primatologie et la géologie concourent sans relâche à l'élaborer et à l'affiner. Trinh Xuan Thuan raconte, simplement et clairement, cette grandiose épopée, de la naissance de l'univers jusqu'à l'émergence de la vie et de la conscience, en passant par la formation des galaxies, des étoiles et des planètes. Au lecteur qui vit entre deux infinis auxquels il n'a pas directement accès, il ouvre larges les portes de l'infiniment grand - galaxies lointaines, nébuleuses bariolées de la Voie lactée, planètes du système solaire - comme celles de l'infiniment petit - cellules vivantes, réseaux de neurones, double hélice de l'ADN -, lui révélant de multiples et nouveaux aspects de la splendeur du monde.

L'astronomie est l'un des domaines où les ouvrages de vulgarisation sont les plus nombreux. Pourtant « la Mélodie secrète » est unique. Car l'auteur arrive à concilier deux choses à priori antinomiques : l'accessibilité de l'ouvrage et l'étendue des sujets traités. Des constituants fondamentaux de la matière à la structure à grande échelle de l'univers, des principes de base de la relativité générale aux preuves du Big Bang, toutes les questions de la cosmologie contemporaine sont abordées de façon claire et avec de nombreux recours à des analogies qui facilitent la compréhension. Mais l'intérêt de cet ouvrage ne se résume pas à une synthèse de nos connaissances sur l'univers et son évolution. L'un des points les plus importants pour un non spécialiste, c'est que l'auteur aborde de front certaines questions qui sont encore parfois « taboues » dans le monde de la science : l'univers a-t-il un sens, a-t-il été réglé pour que nous apparaissions ?... Depuis la Renaissance, le « fantôme de Copernic » n'a cessé de nous hanter. Non seulement l'homme n'occupe pas une place centrale dans l'univers, mais le soleil n'est lui-même qu'une étoile banale, située dans une galaxie banale. La cosmologie rétablit l'existence d'un lien entre l'homme et l'univers. Elle montre comment l'apparition de la complexité est inscrite au coeur des lois fondamentales de l'univers. Si la réponse reste un choix personnel, la question du sens (ou de Dieu ou du Grand Architecte) se retrouve au coeur même de la science contemporaine moins de dix ans après que des auteurs comme Jacques Monod aient affirmé que la question même de la finalité était interdite dans ce domaine. De même que Prigogine nous montre que nous sommes passés par trois stades, celui du déterminisme strict, celui du chaos puis celui d'un cadre plus subtil que l'on peut retrouver derrière le chaos, Trinh Xuan Thuan nous amène du monde « magique » où Dieu est présent partout à la « solitude effrayante des espaces infinis » d'où tout principe créateur est absent, puis dans un univers où il redevient possible que notre propre existence ait un sens. Ce parcours illustre à sa façon l'un des apports principaux que la science contemporaine offre à l'homme d'action : la dialectique qui existe dans la nature entre ordre et désordre, déterminisme et liberté. Oui, notre existence semble inscrite dans les lois de l'univers, mais les hasards de l'évolution auraient pu nous faire apparaître plus tôt, plus tard, ailleurs et sous une forme différente... L'autre message de cet ouvrage, c'est l'importance pour toute organisation de se pencher sur son passé, d'intégrer sa mémoire dans son présent. En nous montrant par un fabuleux recul de 15 milliards d'années comment nous sommes « les enfants des étoiles ». Trinh Xuan Thuan donne à notre existence une toute autre dimension que celle d'un mammifère bipède luttant pour quérir sa pitance. Cela nous donne un souffle nouveau pour affronter les défis auxquels nous sommes confrontés. Une entreprise aussi se doit d'intégrer cette dimension d'histoire et de mémoire pour donner à son activité un sens qui aille au-delà de l'horizon à court terme du résultat annuel.

Quelle sera la grande aventure de la physique au XXIe siècle ? Plus que jamais les théoriciens sont en quête de la théorie de l'unification de toutes les dimensions de l'Univers, la théorie du tout . Pour les suivre, il faut revenir à la réalité même de notre monde et à ses concepts les plus fondamentaux, tels l'espace, le temps ou le vide. Ces notions n'ont cessé, par le passé, d'exciter imagination, créativité et curiosité des plus grands scientifiques - Newton, Maxwell, Mach, Schrödinger, Dirac, Einstein, Bohr... Sur les traces de ces penseurs de l'étrange Cosmos qui est le nôtre, Brian Greene dessine la nouvelle réalité du monde telle que la bâtit la physique la plus contemporaine. Nous voici invités à mieux comprendre comment, sinon pourquoi, les choses sont ce qu'elles sont . . . Brian Greene est l'un des spécialistes mondiaux de la théorie des cordes. Il enseigne la physique théorique à l'université de Columbia, à New-York.