Comprendre le multivers et l'inutilité de Dieu
Ce que «The Grand Design», le dernier ouvrage de Stephen Hawking, nous apprend sur Dieu.

- Pluie de météorites Geminid, au dessus du Popocatepetl, en 2004. REUTERS/Daniel Aguilar -
L'AUTEUR Peter Galison Peter Galison est professeur d'Histoire des Sciences et de Physique à l'université d'Harvard, à Cambridge (Etats-Unis). Il est aussi l'auteur de plusieurs livres scientifiques. Son ouvrage le plus célèbre est Einstein's clocks, Poincarés maps: empires of time (2003).Il est considéré par le New York Times comme «quelqu'un qui a fait sa marque en explorant les grands moments de collision, qu'il s'agisse de la science moderne ou d'autres sujets». Dans le même article, un de ses collègues le présente comme «l'un des premiers historiens de la science au monde». Photo: Peter Galison, sur Commons Wikimedia, License by Ses articles

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Lesconflits religieux embrasent le Moyen-Orient, l’Asie du Sud-Est et l’Asiecentrale. Une secte, minuscule et timbrée, menace de brûler le Coran et lesdirigeants du monde entier réagissent. Vous pensez qu’il n’y a pas de place enUne des journaux pour un débat sur le divin initié par un simple livre dephysique? Détrompez-vous. Voilà le titre qui occupait il y a quelques semainesune grande partie de la Une du London Times: «Dieu n’a pas créé l’univers, leBig Bang est une conséquence inéluctable des lois de la physique, selon StephenHawking, le plus éminent des scientifiques britanniques.» L’archevêque deCanterbury, le président du comité pour le dialogue interreligieux du Conseilmusulman de Grande-Bretagne et le rabbin en chef du Royaume-Uni ont uni leursforces face au virage anti-Dieu opéré par Stephen Hawking dans son nouveaulivre. Une médiatisation à faire pâlir d’envie n’importe quel auteur. StephenHawking a le don de trouver ces petites phrases qui confèrent à son travail uneaura digne des Saintes Ecritures. En 1988, dans sa Brève Histoire du temps, il se projetaitdans l’avenir et prédisait: «Si nous découvrons une théorie complète [surl’univers], ce sera le triomphe ultime de la raison humaine – dès lors nousconnaîtrons la pensée de Dieu». Dans The Grand Design(«Le grandDessein»), une synthèse grand public de la théorie de la physique et de lacosmologie contemporaines, il ose aujourd’hui rompre avec ses propres idées:dans la version de la cosmogénèse qu’il soutient désormais, la pensée de Dieupourrait tout simplement s’avérer inutile.Commel’oxygène avait jadis supplanté la théorie phlogistique, de nouveauxdéveloppements théoriques apparus après 1988 ont, selon Hawking, réussi àécarter Dieu. Lesquels? Pas à pas, il raconte au lecteur les fondations de laphysique moderne, puis lui narre l’espoir, la bataille et le bond anti-religionqui se sont ensuite succédé. Découvrons-les un à un.L’ouvragede Hawking commence, comme n’importe quel livre récent et grand public dephysique et de cosmologie, en introduisant les bases de la relativité et de lathéorie quantique. La relativité nous apprend à ne pas décrire le monde quinous entoure sur la base de nos propres références. Si l’on approche un aimantet une bobine et que cela produit de l’électricité dans la bobine, ça devraitêtre le cas que l’on se place du côté de l’aimant comme de celui de la bobine.Le point de vue ne devrait pas affecter notre façon d’expliquer ce qui arrive.Cetteexigence toute simple, ainsi que la vieille idée d’Einstein qu’il estimpossible de rattraper un rayon de lumière (peu importe notre propre vitesse,la lumière passe toujours à 300.000 kilomètres/seconde), a conduit à desdécouvertes saisissantes. A la stupéfaction des physiciens, des artistes, despoètes et du grand public, la durée, la longueur et la simultanéité desévénements se sont avérées dépendre du mouvement. Avec la relativité générale («générale» parce qu’elle inclut non seulement lesréférentiels en mouvement constant mais aussi les référentiels accélérés), leschoses sont devenues encore plus intéressantes: Einstein a pu prendre en comptela géométrie de l’univers tout entier (la cosmologie), et d’autres ontcommencé, à la fin des années 1930, à explorer un phénomène récemment découvert– les très bizarres trous noirs.Larelativité a secoué le monde classique, la mécanique quantique l’a bouleversé.Dans le modèle physique que nous ont livré NielsBohr, Werner Heisenberg et Erwin Schrödinger dans les années 1920, lesélectrons se comportent parfois comme des ondes, parfois comme des particules.Il a fallu abandonner l’idée d’une causalité rigide. Juste après la Secondeguerre mondiale, Richard Feynman et d’autres ont combiné relativité etmécanique quantique. Lerésultat – un récit relativiste et quantique deschamps électriques – est devenu un modèle de théorie physique: le champélectrique se réduit au seul échange de photons. Chez Feynman, pour expliquerchaque évènement, chaque «version de l’histoire» possible doit être prise encompte – et il faut faire la somme de toutes ces histoires. Comment lesélectrons interagissent-ils les uns avec les autres? Feynman répondait qu’unphoton pouvait voyager d’un électron à un autre, ou qu’un photon pouvait setransformer en chemin en une paire de particules qui pouvait à son tourredevenir photon et terminer le voyage. Desprocessus encore plus complexes peuvent se produire en chemin – et seproduisent effectivement. Comme disent les physiciens: tout ce qui n’est pasinterdit est obligatoire. Stephen Hawking etLeonard Mladinow, le co-auteur de son dernier livre, mettent à juste titrel’accent sur cette philosophie du «tout ce qui peut arriver arrive». J’aimeraisque davantage d’ouvrages grand public de physique en fassent autant.Lagravitation a résisté à toutes les tentatives de fusion avec la théoriequantique des champs de force. Mais dans les années 1980, la théorie des cordesa commencé à s’imposer. L’idée de base de celle-ci: les briques fondamentalesdu monde ne sont pas des Big Bang miniatures mais des bouts de matièreunidimensionnels, des sortes de cordelettes soumises à une énorme tension. Untel filament peut vibrer de différentes façons, comme une corde de violon. Lesdifférentes «notes» correspondent à différentes énergies. L’équation la pluscélèbre du monde, E = mc2, nous apprend ensuite que ces différentes vibrationsdes cordes ont des masses différentes. Dansles années 1980, l’espoir fut grand de découvrir qu’une sorte de corde pourraitremplacer de nombreuses particules apparemment différentes. Une unification totale de la physique a semblé unbref instant à portée de main. Le rêve, c’était que l’auto-consistancemathématique ne laisse subsister qu’une seule théorie, la bonne. En attendant,on a donné le nom de «Théorie M» au trône vide où cette théorie unifiée étaitcensée siéger. Découvrons et articulons correctement cette «Théorie M»,s’enthousiasmaient alors les plus optimistes, et ce sera la fin de la mission historique de la physique.Cen’est pas ce qui s’est passé – aucune «Théorie M» pleinement définie ne s’estpour l’instant imposée. Mais ce n’est pas tout. Les physiciens ont compris quela théorie des cordes admettait plus de solutions que prévu. Beaucoup plus –peut-être 10⁵⁰⁰, peut-être un nombre infini. Et chaque solutiondonne une image différente des particules et des lois admissibles. Que faire? Certainsthéoriciens des cordes ont perdu tout espoir. D’autres ont tenté de repenser lasituation pour trouver la tant convoitée solution unique à une théorie unique.Les détracteurs de la théorie des cordes ont affûté leurs couteaux. Laisseztomber, disaient-ils, laissez les lois être simplement ce qu’elles sont.D’autres– et Hawking en est désormais – ont choisi la voie de ce que l’on connaît sousle nom de «multivers». C’est l’idée qu’il y a en fait plusieurs univers et quechacun a son propre arsenal de lois et particules. Ses partisans voient en luila suite naturelle de la vision de Feynman. Toutes les histoires possibles onten effet été prises en compte, mais cette fois pas simplement pour décrire lesmultiples possibilités qu’a un photon pour se rendre d’un électron A à unélectron B, mais pour expliquer l’histoire de l’univers lui-même et toutes seslois.Commel’explique Hawking dans The Grand Design:

«L’universest apparu spontanément, il a commencé de chaque façon possible. La plupart [deces origines alternatives] correspondent à d’autres univers. (...) Certainsressemblent au nôtre, la plupart sont très différents.»

Commentexpliquer que nous nous retrouvions dans un univers où les lois atomiquesrendent la matière et la vie possibles? Si les charges sur les protons et lesélectrons n’étaient pas égales et opposées, nous ne serions pas là... Réglagemiracle ou intervention divine? Il ne s’agit pas d’un miracle, expliquedésormais Hawking, qui a rejoint le clan des partisans du multivers – pas plusque c’est un miracle si notre planète se situe dans cette étroite région detempérature où l’on trouve de l’eau à l’état liquide.Lespartisans du multivers soutiennent que l’origine (ou, plus précisément, lesorigines) réside dans les fluctuations quantiques – les nouveaux universapparaissent sans remue-ménage, par un simple photon qui se transforme en unepaire électron-positron avant de retrouver sa bonne vieille forme de photon.L’étincelle initiale se produit simplement parce que la mécanique quantiquenous dit qu’il existe une certaine probabilité que de nouveaux universapparaissent. La physique peut expliquer non seulement comment l’universfonctionne mais aussi pourquoi il est là. Aucune aide divine n’est requise.C’est de la physique quantique sur toute la ligne – avec juste ce qu’il faut dephysique des particules élémentaires et de théorie des cordes.Commeses éminents collègues des hautes sphères religieuses, l’archevêque deCanterbury ose contredire Hawking. «Croire en Dieu, ce n’est pas remplir unvide en expliquant comment les choses de l’univers sont reliées entre elles»,a-t-il déclaré. Mais allez donc dire ça au pape Pie XII, qui, il y a undemi-siècle, a vu le «fiat lux» dans les premières lueurs de la cosmologie duBig Bang. Racontez-le aussi à ce groupe de physiciens de Cambridge qui, à lamême époque, a pris parti pour une théorie sans commencement: une cosmologie del’état constant à même de balayer le Big Bang et de saper la croyance en unecréation religieuse. Une fois quevous commencez à lire la présence de Dieu – ou son absence – dans les équationsde la physique qui évoluent sans cesse, il est difficile de l’empêcher d’alleret venir, et cela provoque à chaque fois des remous dans le processus. Quand StephenHawking avait brièvement laissé la porte ouverte à la pensée de Dieu il y a unevingtaine d’années, il savait certainement qu’il déclencherait un tollé en laclaquant. Nul doute, cela faisait en réalité partie de son grand dessein... Peter GalisonTraduit par Aurélie Blondel L'auteur conseille »

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