Et si le temps n'existait pas ?
Un livre de Carlo Rovelli
J’ai parlé il y a peu du documentaire « Nostalgie de la lumière », de Patricio Guzmán. Il se trouve qu’après l’avoir vu, le lendemain exactement, je suis allé avec ma compagne au Palais de la Découverte, chercher un peu d’étoiles et de science. En sortant, dans la petite librairie, je suis tombé sur un livre au titre un peu tape-à-l’oeuil' – « Et si le temps n’existait pas ? » – ; mais en feuilletant quelques pages, je me suis laissé convaincre de l’acheter.
Commencé à travers la caméra de Guzmán, astronomes et femmes de disparus dans le désert d’Atacama, le voyage allait continuer au cœur du temps et de l’espace…
« Je pense que la curiosité et la soif de changement de la jeunesse, présentes à chaque génération, sont la première source d’évolution de la société. […] Seuls de nouveaux rêves peuvent donner naissance à notre futur ». Prologue d’une vie, jeunesse « terrain de révolte », dont le moteur semble avoir été celui-là même qui a ensuite happé Rovelli dans les entrailles de l’espace et du temps.
Et il y est descendu loin, loin et profond, dans ces entrailles.
L’enjeu est de taille. Le début du XXe siècle a vu naître la relativité générale et la mécanique quantique, théories de la physique qui ont connu d’immenses succès. Aujourd’hui, Rovelli dit que la physique fondamentale est dans un état « déplorable ». Ces deux grandes découvertes, toutes deux justes et expérimentalement vérifiées, ne s’articulent pas bien ensemble : il n’y a pas de modèle pour prédire les effets de la gravitation aux infinitésimales échelles où s’applique aussi la mécanique quantique. La vision globale échappe à la connaissance, et des concepts comme Espace, Matière et Temps fuient au-delà de l’horizon.
La voix de Rovelli est claire, simple, et d’une rigueur cristalline. Là où il est si simple de noyer le profane en spéculations, il rappelle sans cesse l’importance de l’expérience, seule juge des théories (ce dont les économistes devraient s’inspirer…). Il rappelle ainsi que les découvertes de Newton (la mécanique classique) ou celles d’Einstein (relativité restreinte et générale) ont été « ancrées dans l’empirisme », même si les données expérimentales utilisées étaient déjà structurées en théories.
Rovelli rend accessible des concepts essentiels de ces théories, et donne à celui qui les a fréquentées des clés rétrospectives. Il évoque aussi des aspects premiers de notre pensée, comme la notion de vérité, regrettant « l’idée diffuse que la vérité est un concept purement interne au discours, et non fondé dans l’absolu », vision incompatible avec le discours scientifique.
Et quand il évoque Anaximandre, le premier à avoir compris que la Terre est « entourée » d’espace (et non posée sur quelques monstres), il me vient l’envie d’en raconter l’histoire, comme j’ai évoqué celle d’Hippase de Métaponte et de la découverte des incommensurables.
Une des beautés de ce livre est le dialogue que Rovelli entretient, et dont il montre l’importance, entre science et philosophie. L’espace est-il une entité « en soi » ou bien n’est-il qu’une « relation » entre les choses ? Mais derrière les mots, il y a bien de la physique théorique de haute volée. Il raconte comment et avec quelles extrêmes difficultés et émois créatifs il a quantifié l’espace – ce qui s’exprime avec des mathématiques très complexes. Dans la théorie de la gravitation quantique à boucles dont il est un des créateurs (fin des années 1980, avec Lee Smolin et en se basant sur d’autres contributions), l’espace n’est plus continu, mais quantifié. Il existe des sortes de quanta d’espace-temps, insécables.
L’une des conséquences de cette nouvelle représentation de l’espace-temps éclaire notre vision des trous noirs. Ces étoiles s’effondrent sur elles-mêmes créant un champ gravitationnel si intense qu’il emprisonne jusqu’à la lumière. Mais elles ne peuvent plus imploser à l’infini. Il arrive un moment où la gravité quantique exerce une répulsion… entraînant l’explosion de l’étoile. Mais alors, pourquoi n’observe-t-on pas ces explosions ? Pourquoi les trois noirs semblent-ils aussi stables et vieux ? La relativité générale dit que le passage du temps en un endroit donné est déterminé par le champ gravitationnel en cet endroit. Selon la nouvelle gravité quantique, le temps de vie d’un trou noir pourrait n’être que de quelques secondes. Mais le temps y serait tellement ralenti que pour le reste de la galaxie, pour nous, des milliards d’années s’écouleraient en ces quelques secondes…
Lire ce livre m’a replongé dans mes souvenirs de physique, à la fac, et j’ai retrouvé l’exaltation que l’on peut ressentir quand nous touchons à quelque étrange aspect du monde. Comme cette idée qu’il y a des temps très différents.
Et aussi incroyable que cela paraisse, les équations de cette gravité quantique n’ont pas de variable t. Au-delà de la technique, cela pourrait bien signifier qu’il faut abandonner l’idée d’un temps qui s’écoule de lui-même, immanent : « Tout comme l’espace, le temps devient une notion relationnelle. Il n’exprime qu’une relation entre les différents états des choses ». J’ai toujours pensé qu’il y avait quelque chose de bizarre avec le temps, jusque dans certains de mes poèmes. C’est une grandeur que nous ne mesurons jamais, contrairement aux distances ou aux températures par exemple. Nous comparons et synchronisons des horloges ou mouvements périodiques, et nous en induisons qu’il doit bien y avoir quelque substance qui s’appelle « temps ». Il semble bien que non. Avec classe, Rovelli donne les arguments des scientifiques qui continuent de penser que le temps existe. Mais je dois dire que l’élégance et l’impression de cohérence qui se dégage de ses arguments m’ont convaincu. Le temps ne se manifeste qu’à l’échelle macroscopique, pour nous, mais il n’a pas beaucoup de sens. Par exemple, le « haut » et le « bas » sont essentiels pour nous, mais n’ont aucun sens physique. La gravité fabrique le haut et le bas, l’entropie fabrique le temps : « Le bas, c’est là où ça tombe. Le temps, c’est là où ça refroidit ».
Démonstration de modestie et de rigueur scientifique, Rovelli conclut en rappelant que pour l’instant la gravitation quantique à boucles n’a pas été expérimentalement vérifiée ; pas plus que la théorie des supercordes qui représente une autre vision, concurrente et plus ancienne, de l’unification des forces fondamentales.
La fin de son livre rappelle, avec force exemples, que la recherche fondamentale est essentielle, et que c’est de là que viendront les grandes innovations à venir… et pas de la recherche appliquée à l’industrie pour miniaturiser toujours plus les téléphones ou fabriquer des missiles. Qu’aux États-Unis, « la recherche poussée par la curiosité est fortement valorisée », tandis qu’en Europe la bureaucratie en est souvent la boussole. Mais que la violence, l’avidité et l’impérialisme américain y rendent la vie très compliquée. Mais : « la force la plus puissante ayant forgé la civilisation, nous tirant hors des cavernes et nous libérant de l’adoration des pharaons, est la curiosité. Si l’Europe veut conserver sa curiosité vitale, elle doit investir dans ses universités en tant que centres de culture ».
En conclusion, Carlo Rovelli tisse un lien, historiquement avéré – en Grèce à partir du VIIe siècle avant J.C. – entre l’émergence de la connaissance rationnelle et critique et celle de la démocratie, dont il précise les contours (pas de lois sacrées et immuables, décisions prises en commun lors d’assemblées, tolérance, convaincre et non obliger, consensus, ouverture et autonomie des cités… des principes dont nos démocraties moribondes sont loin).
Et de rappeler l’origine « copernicienne » du terme « révolution »…
« Être ouvert à la connaissance scientifique signifie donc être ouvert au révolutionnaire, au subversif. Ma jeunesse de révolte a trouvé son refuge dans cette pensée toujours subversive ».
Sa dernière page, Rovelli la consacre à ses « remerciements ». À mon tour, Carlo, de te remercier pour cette fascinante plongée dans la physique de l’espace et du temps, et pour le plaisir d’avoir senti une telle proximité avec ta vision de notre monde d’omnivores macroscopiques.
J’oubliai… tu as un pointu ! Puissions-nous un jour prendre la mer ensemble.
Et si le temps n’existait pas ?
Carlo Rovelli
Dunod
2014
Leo S. Ross
27 12 2014
