Cosmologie

De Lillois Fractale Wiki
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Il n'est pas facile d'être rationnel et d'intégrer à sa raison un modèle d'univers acceptable.

Ce n'est pas plus facile lorsque l'on essaye d'intégrer les idées scientifiques et philosophiques les plus reconnues sur la question de l'origine de l'univers.

Voici quelques réflexions sur les sujet, qui débouchent sur le modèle de l'univers densément fourchu.

Point de départ

  • L'univers dans lequel se déploie nos perceptions a un âge fini.
  • L'univers se déploie dans diverses dimensions, dont une dimension temporelle et trois dimensions spatiales.
  • L'univers croît. A sa naissance il était 'petit', 'concentré', 'ponctuel'.

Les trois assertions précédentes semblent faire l'unanimité, et faute de mieux, les réflexions qui suivent se basent sur elles.

Par contre, sont prudemment tues les questions plus basiques et plus embarrassantes:

  • Qu'y a(vait) il avant notre univers ? Qu'y aurait-il à coté ?  En dehors des dimensions que nous appréhendons (temps et espace) qu'y a-t-il ?
  • Pourquoi l'univers existe-t-il plutôt que d'être absent ? Le néant semble plus logique que l'être.

Ces questions sont aussi vaines que cruciales.

Elles sont cruciales, parce qu'elles conditionnent le sens de notre présence.

Elles sont vaines, parce qu'elles sont par définition inappréhendables: si l'univers est l'ensemble de ce qui nous est perceptible, alors forcément des questions sur l'hors univers, c'est à dire sur l'hors perception sont totalement gratuites.

Ces questions embarrassantes, vaines et cruciales, sont tues dans la suite de cet article. faute de mieux.

Des questions de symétrie

Il est assez surprenant que l'univers, qui se présente à nos yeux dans un espace géométrique à trois dimensions, soit dénué de symétrie géométrique.

Mais un point, qui ne possède par définition aucune étendue, ne peut être qu'homogène. Plus précisément, les propriétés de ce point, à l'instant où il va se déployer dans trois dimensions spatiales, sont isotropes, identiques dans toutes les directions de l'espace en puissance.

Mais alors pourquoi les trois dimensions spatiales auxquelles nous sommes confrontés présentent-elles cette diversité de contenu dans trois dimensions, alors qu'une symétrie sphérique est la seule solution acceptable à un problème dont les conditions initiales étaient parfaitement isotropes ? Ceci mérite sans doute un peu d'explications. Si dans un problème mathématique, on cherche à décrire l'évolution dans le temps d'une situation, on a besoin de deux choses seulement. On a besoin des conditions initiales de l'évolution, et on a besoin des règles décrivant l'évolution, comme par exemple des règles de diffusion ou de mouvement. Dans le cas de notre univers, les conditions initiales sont concentrées en un point qui n'a pas d'étendue. Et dans le cas de notre univers, les lois de la nature sont isotropes, c'est à dire qu'elles sont également valables dans toutes les directions, ou encore c'est à dire qu'aucune direction de l'espace n'est privilégiée.  La seule direction de l'espace qui pourrait être considérée comme privilégiée est celle dans laquelle nous pourrions voir le point initial de notre univers. Ceci implique alors que la description de notre univers - comme solution à un problème mathématique isotrope ayant un point de départ ponctuel - ne peut être que sphériquement symétrique. En d'autres termes, il n'y a aucune raison pour que les propriétés de deux points diffèrent si ces deux points sont à égale distance du point central initial. En d'autres termes encore, toutes les propriétés de l'univers ne peuvent être fonction que de leur distance au point central initial. En termes mathématiques, aucune propriété ne pourrait être définie dans 3 dimensions come P=P(x,y,z). Au contraire toutes les propriétés devraient être définies comme fonction exclusivement de la distance au point central initial, comme P=P(r).

Bien entendu, nous percevons avec évidence le contraire: les propriétés de l'univers que nous percevons sont spatialement tri-dimensionnelles P=P(x,y,z). D'ailleurs si nos perceptions s'inscrivient dans un univers du type P=P(r), nous aurions un espace de perception spatial uni-dimensionnel: nous vivrions sur une ligne, ou sur la représentation sphérique isotrope de cette ligne.

Il y a donc une erreur quelque part. Quelques pistes sont passées en revue.

  1. Il n'y avait pas de point central initial. Point signifie sans étendue. Donc le point central a toujours eu une étendue, et cette étendue contenait les germes d'anisotropie indispensables à nos perceptions actuelles. Mais s'il y a un toujours, alors l'univers n'a pas d'âge fini. Dans ce cas nous évoluons vers un modèle d'univers non limité dans le passé, et ce que nous appelons big-bang est une phase lointaine ou nos idées de densité d'univers sont prises en défaut. Dans ce modèle, l'univers et son anisotropie sont éternels, mais la densité de la matière, sa dispersion et sa nature sont passés il y a 20 milliards d'années par une phase que nous percevons comme une limite dans le passé, mais qui n'est qu'un point de passage que notre regard vers le passé ne peut franchir. Difficile ou impossible à discuter...
  2. Le point central initial est partout. Ceci résout certaines questions, mais comment concevoir un objet qui aurait été partout sans avoir d'étendue ?
  3. Notre approche des dimensions spatiales de l'univers est incomplète. Les trois dimensions qui nous sont familières sont sans rapport avec notre distance au centre de l'univers. En d'autres termes P=P(x,y,z)=P(x(r),y(r),z(r))=P(r). Il y aurait alors une ou plusieurs autres dimensions radiales dans cet univers, et nous sommes confinés dans nos perceptions à une tranche d'univers spatial d'épaisseur infime, où s'épanouissent seulement nos trois dimensions familières. Cette piste 3 est de facto une variante de la piste 2,  pas plus simple à élaborer et pas plus cohérente pour la question des conditions initiales. Et dans cette piste, quel sens donner aux trois dimensions plates de nos perceptions, et surtout comment résoudre à l'intérieur de ces trois dimensions la même problématique d'anisotropie ? Cette approche n'est qu'un détour, et les problèmes posés restent entiers.
  4. Les lois de la nature ne sont pas isotropes. Ceci implique que même en dehors de la direction qui nous lie au point central initial, les règles de la nature varient en fonction des directions dans lesquelles elles sont exercées. Ceci est difficile à admettre, et entre mal dans le cadre de notre approche scientifique. Il semble déjà conceptuellement ardu de définir ce que serait une loi de la nature anisotrope. 
  5. Les lois de la nature ne sont pas déterministes. En d'autres termes, l'univers ne se comporte pas du tout comme un problème mathématique décrit par des conditions initiales et des lois d'évolution. Au contraire chaque événement intervenant dans l'univers est techniquement imprévisible.

Déterminisme

La vision déterministe du monde chère à Newton, à Laplace, et à la grande majorité des savants qui les ont suivis est embarrassante pour les religieux et les admirateurs de l'Homme Décideur, mais elle est rassurante et convaincante et cohérente pour les mathématiciens et physiciens.

Cette vision implique que la forme extrêmement complexe et chaotique de la vague qui déboule sous nos yeux éclaboussés est prévisible, prévisible dans ses plus infimes détails et prévisible depuis l'origine de l'univers. Ce qui est vrai pour cette vague est vrai aussi pour les dés jetés dans tous les casinos, pour les vagues étranges qui déboulent sur les plages étranges des planètes étranges du bout de l'univers, pour les neurones de Mozart qui aligne les notes de "la petite musique de nuit", et pour les neurones qui guident les doigts qui tapent le texte que vous lisez, et pour les neurones qui te font froncer les sourcils lecteur sceptique.

Le déterminisme pose cependant des questions embarrassantes:

  • il enferme notre volonté et notre imagination dans une prison étouffante, mais ce n'est qu'un détail anecdotique
  • il est incompatible avec les résultats de la mécanique quantique
  • il traite mal les questions d'isotropie de l'univers, telles qu'évoquées dans les paragraphes antérieurs.

Hasard Créateur

Les opposants du déterminisme sont groupés autour de la mécanique quantique.

Celle-ci annonce, équations à l'appui, que l'état et l'évolution d'un système a des composantes aléatoires.

A une échelle très petite, le hasard décide du mouvement des particules. Il n'est pas étonnant, dans ce cadre, que nos perceptions cèdent au piège du déterminisme, tout simplement parce que l'accumulation aléatoire d'un nombre immense de micro-expériences donne par l'effet des grands nombres et des distributions statistiques une impression de déterminisme. Les lois de la nature pré-quantiques ne sont alors des approximations valables à grande échelle et sous des protections probabilistes.

Ce modèle semble cependant encore plus inacceptable que son ennemi déterministe. En effet si les lois de l'univers laissent une place au hasard, si chaque micro événement ne doit d'avoir ou non lieu qu'à une intervention de ce hasard, alors l'univers est continuellement décrit et construit par ce hasard tout-puissant. Et cette toute puissance, même si elle est aveugle et sans but, confère au hasard un rôle de créateur. Désireux de vivre sans l'ombre d'une divinité toute-puissante et intentionnelle, je ne puis cependant mieux me résoudre à l'idée d'un créateur tout-puissant et omniprésent, fut-il vide de toute intention. Ce refus n'est pas de l'anthropocentrisme attardé, ni la manifestation d'une volonté d'indépendance, mais le refus d'un modèle d'univers qui ne repose plus sur rien dès le moment ou il repose essentiellement sur une force décisive extrinsèque et indescriptible. Admettre la force du hasard créateur, c'est accepter une forme de vie concrète et anecdotique, mais renoncer à la compréhension et au savoir.

Univers densément fourchu

Comment retirer le hasard créateur d'une vision de l'univers dont le déterminisme est exclu ?

Cette question obsédante m'amène à formuler le modèle d'un univers densément fourchu, que je décris ici.

A tout moment de son histoire, en une multitude considérable de points, l'univers tel que nous l'appréhendons semble faire face à un carrefour où il peut aller à droite ou à gauche, ou même dans un nombre infini de directions, mais cela ne change rien à ce qui suit.  Le déterminisme imposait un seul chemin. Le hasard créateur exerce son pouvoir aveugle pour choisir une direction. L'idée de l'univers densément fourchu est que toutes les solutions sont testées et donnent naissance à un univers. Donc chaque choix, chaque fourche, donne lieu à plusieurs - ou une infinité - d'univers fils. L'univers est alors un - très grand - arbre, qui grandit et fourche en permanence.

Nous vivons, nous avons la perception de vivre le long d'une des branches de cet arbre. Mais divers nous-mêmes se développeront sur toutes les sous-branches issues de celle où nous sommes à cet instant. Et de même, une - très -grande - multitude de nous-mêmes - vivent leurs très divers chemins sur les innombrables autres branches qui sont nées à coté de celle où s'active notre perception instantanée.

Qu'est alors la réalité ? La réalité n'est qu'une branche parmi d'innombrables branches, qui chacune ont la même existence que celle que nous croyons unique parce que nous en suivons l'itinéraire. Sur d'autres branches, les 'hasards' de le vie nous ont mené dans de toutes autres directions. Sur d'autres branches, Einstein est devenu épicier. Sur d'autres branches, vous êtes la plus grande star du ciméma. Sur d'autres branches, nous n'avons jamais existé. Sur d'autres branches la vie n'est jamais apparue sur Terre. Sur d'autres branches, le soleil et la terre n'ont pas eu l'occasion de se former. Tous les possibles permis par les fourches de la mécanique quantique existent.. sur d'autres branches.

Réconciliation

Le modèle de l'univers demsément fourchu décrit ci-dessus n'a aucun fondement scientifique, et laisse ouvertes les questions centrales de la cosmologie.

Au moins a-t-il le mérite de réconcilier la mécanique quantique avec une vision déterministe. Le dieu hasard ne joue pas aux dés, parce que toutes les parties possibles sont également jouées.

Dans une perspective plus personnelle, le mododèle de l'univers densément fourchu offre également la satisfaction que tous les voeux que le hasard aurait pu exaucés sont effectivement exaucés dans les fourches parallèles et divergentes auxquels notre perception ne peut accéder, mais qui n'existent pas moins que celle que nous parcourons.