Ethique Info

Accueil > Sciences > Le CERN, le Chauffard et M.Hawking

Un chauffard ou un génie ?

Le CERN, le Chauffard et M.Hawking

Faut-il créer des accidents pour comprendre le monde ?

lundi 29 septembre 2008, par Picospin

Ses travaux principaux sont liés à la physique relativiste et au problème de l’espace-temps. Le jeune Hawking ne fut pas particulièrement brillant à l’école, mais son goût pour les sciences physiques le mène à l’université d’Oxford, d’où il sort avec les honneurs. L’université de Cambridge est un tout autre monde : d’un côté, Hawking y débute son doctorat sur la relativité générale, de l’autre, c’est en ce lieu célèbre que sa maladie se déclare.

Un handicap ou un booster

Malgré ce handicap, l’étude des singularités, concept physique et astronomique récent, permet au chercheur de développer différentes théories, qui le mèneront du Big Bang aux trous noirs. En premier lieu, Roger Penrose et lui construisent la structure mathématique répondant à la question d’une singularité comme origine de l’Univers. Ensuite, à partir des années 1970, Hawking approfondit ses recherches sur les densités infinies locales, et ses études sur les trous noirs ont fait progresser bien d’autres domaines. Enfin, la théorie du tout, visant à unifier les quatre forces physiques, est au centre des recherches actuelles de Hawking. Le but est de démontrer que l’Univers peut être décrit par un modèle mathématique stable, déterminé par les lois physiques connues, en vertu du principe de croissance finie mais non bornée, modèle auquel Hawking a donné beaucoup de crédit. Son handicap lourd ne saurait expliquer à lui seul le grand succès de ses recherches ; Hawking a cherché à vulgariser son travail, et son livre Une brève histoire du temps est l’un des plus grands succès de littérature scientifique. En 2001, paraît son deuxième ouvrage, "L’univers dans une coquille de noix" qui vulgarise le dernier état de ses réflexions, en abordant la supergravité et la supersymétrie, la théorie quantique et théorie-M, l’holographie et la dualité, la théorie des supercordes. Il s’interroge également sur la possibilité de voyager dans le temps et sur l’existence d’univers multiples. En 2007 il écrit un livre, avec sa fille, « Georges et les secrets de l’univers », premier tome de la trilogie qu’il écrira avec elle. Au milieu des années 1960, alors qu’il poursuit ses études de physicien en vue d’obtenir son doctorat, Hawking démontre que la théorie de la relativité générale d’Einstein implique que l’espace et le temps ont eu un commencement, le Big Bang, et une fin, les trous noirs.

Un commencement pour l’espace-temps ?

Ces conclusions le conduisent à découvrir dès 1963 que les trous noirs ne seraient pas si noirs que cela, mais qu’ils seraient capables d’émettre le rayonnement Hawking qui correspond à un rayonnement de corps noir, émis dans toutes les directions ce qui conduit à la conclusion que ce rayonnement renverse la définition même du trou noir puisque dans ce cas il libère des particules dans l’espace et que ce phénomène conduit à son évaporation quantique et à sa disparition dans un intense flash d’énergie pure. Hawking avance l’hypothèse que le phénomène du Big Bang aurait dispersé dans l’espace des mini-trous noirs d’une masse de 109 tonnes et de la taille d’un proton ainsi que des trous noirs plus massifs de la taille d’une montagne. Des trous noirs aussi massifs que dix millions de masses solaires pourraient également résider au centre des galaxies, ce qui expliquerait l’intense énergie émise par les radiogalaxies et les quasars. La deuxième loi de la thermodynamique dit que dans un système fermé, l’entropie ou son degré de désordre ne peut pas décroître ou que le chaos augmente. Dans une singularité, le système thermodynamique est totalement désordonné car le tenseur de Weyl est dominant, il tend même vers l’infini, ce qui permet à Hawking de conclure que son entropie est maximale. Mais son confrère, Jacob Bekenstein de l’université de Princeton lui répond, qu’il ne s’agit pas seulement d’une analogie, l’horizon des évènements représente la mesure de l’entropie du trou noir. Il s’ensuit un échange d’arguments par articles interposés jusqu’à ce que Hawking lui fasse remarquer que si un trou noir présente une entropie, il a donc aussi une température, et s’il a une température, il doit émettre un rayonnement, mais que par définition un trou noir n’émet rien pas même un rayonnement. C’est alors qu’Hawking va plus loin dans ses calculs et découvre qu’un trou noir peut émettre un rayonnement de manière constante.

Un trou noir n’est pas si noir

Dans la suite de sa réflexion, Hawking propose l’existence d’un univers sans bords, naissant dans un temps imaginaire pour éviter l’écueil des infinis et des instants zéro asymptotiques et inatteignables. Hawking explique que c’est la seule manière d’entrevoir le commencement de l’univers d’une manière totalement déterminée par les seules lois de la science, sous-entendant que le « Créateur » n’y joue aucun rôle dominant. Au début du 21è siècle, il s’intéresse à la calvitie, terme étrange qui est donné à la notion que toute information qui passe par l’horizon d’un trou noir est perdu pour l’univers ce qui ne signifie nullement qu’il a perdu ses cheveux. Pour notre génial physicien, si un état pur quantique est jeté dans un trou noir, un état mélangé en ressortira concept qui va à l’encontre des règles de la mécanique quantique et qui est connu sous le nom de paradoxe de l’information perdue des trous noirs. Hawking avait auparavant imaginé que la singularité au centre du trou noir pouvait former un pont vers un « bébé univers » dans lequel l’information perdue pouvait passer. Cette histoire, très populaires dans la science-fiction se retrouve dans le monde des idées cosmologiques selon où l’on pense que les trous noirs finissent par transmettre, de manière désordonnée, l’information de toute la matière qu’ils avalent1. Hawking a affirmé qu’il serait « plus excitant » que le Large Hadron Collider échoue à trouver le boson de Higgs, dont la découverte est un des objectifs prioritaires, ce qui lui a valu un échange vif avec Peter Higgs, qui avait prédit l’existence de cette particule voilà 44 ans. A propos de la machine à créer des collisions qui vient d’être terminée à Genève au Centre d’Etudes et de Recherches Nucléaires notre génie de la physique vient de déclarer que ce bijou très cher qui doit créer les conditions existant dans notre univers juste après la survenue du Big Bang, est un instrument vital pour éviter à l’humanité de devenir stupide et finalement de mourir.

Je ne veux pas mourir idiot

Il a cherché à éviter à tout prix que le grand public ne succombe à la terreur du fait des attentes apocalyptiques générées par cette crainte. Ce n’est pas parce que la machine va se mettre à tourner que le monde verra sa fin car cet instrument est parfaitement sûr. En effet, comme déjà annoncé à plusieurs reprises, les scientifiques du CERN visent à se servir de cette machine pour mieux comprendre les phénomènes concernant la naissance et la structure de l’Univers et de remplir les fossés de nos connaissances en physique. Ils espèrent qu’en recréant les conditions qui ont existé après les tout premiers moments suivant l’apparition du big bang, c’est-à-dire l’explosion dont on pense qu’elle a créé l’univers, cette expérience permettra de clarifier la composition et les structures de l’univers, les raisons de son expansion et aussi les prévisions de son avenir. Et d’ajouter qu’à son avis, cette machine sera capable d’augmenter l’énergie avec laquelle il nous sera possible d’étudier les interactions des particules par un facteur de l’ordre de 4. Ce qui ne l’empêche pas d’avoir des doutes sur les capacités de cette machine à dénouer d’autres secrets de l’univers comme le boson de Higgs dont on pense qu’il a fourni les masses nécessaires à toutes les autres particules. Et pour illustrer ses doutes il a parié 100 $ sur l’hypothèse que les scientifiques ne trouveront pas ce boson de Higgs qu’on appelle par ailleurs la « particule de Dieu ». Une autre découverte que nous serions susceptibles de faire serait celle concernant les partenaires privilégiés, les partenaires de toutes les particules connues et qui pourraient bien être celles qui fabriquent la mystérieuse matière noire qui maintient ensemble les galaxies.

Des partenaires pour rester ensemble

Il a rejeté toutes les spéculations et les hypothèses sur les dangers inhérents à la machine, à l’installation et à son fonctionnement. Si jamais les collisions produisaient un trou noir ce qui est plus qu’improbable, ce dernier ne pourrait que s’évaporer. Des collisions qui dissipent une énergie plus grande surviennent à une fréquence de plusieurs millions de fois par jour dans l’atmosphère et que rien de terrible n’est arrivé jusque là. Le monde ne s’arrêtera pas aussi facilement au moment où l’on va mettre en route l’appareil à collisions. Cependant si le LHC était capable de créer de minuscules trous noirs, c’est plutôt son propre travail sur ce sujet qui pourrait y trouver une vérification ce qui lui permettrait de recevoir une acclamation universelle dans ce domaine de recherches. Si mêm cette chance existait il n’y a aucun doute que je recevrais le prix Nobel pour cette découverte si jamais les trous noirs avaient les propriétés que j’avais prédites. Je pense que la probabilité que le HCL possède suffisamment d’énergie pour créer de petits trous noirs est de l’ordre de 1% ce qui explique que je ne retiens pas mon souffle. S’il n’est pas encore certain que ce magnifique joujou puisse apporter immédiatement des améliorations dans notre vie quotidienne, l’histoire et l’expérience ont montré que les gens se sont mis à étudier la science plus pour comprendre le monde dans lequel ils vivaient que pour bénéficier de nouvelles applications. Ce n’est pas parce que nous ne voyons pas encore les applications immédiates de ces études qu’il n’y en aura jamais. Pour lui en tout cas, ce projet est l’un des plus importants de l’histoire des sciences. S’il devait choisir entre une programme spatial ou ce projet de recherche, il serait déchiré par une telle décision car ce serait comme si on demandait de désigner l’enfant promis au sacrifice. Il ne faut pas perdre de vue que les deux projets combinés, celui de l’espace et le LHC ne coûtent pas plus que 1% du produits national brut du monde entier. Si l’humanité ne peut ou ne veut se permettre cette dépense, c’est qu’elle ne mérite plus le qualificatif d’humain.

Questionnement éthique :

1. Faut-il se fier à la seule opinion d’un savant comme Hawking pour déterminer le choix d’une décision comme celle de construire un appareil à créer des collisions semblable à celui qui vient d’être inauguré dans l’espace du CERN pour y étudier le sort des particules libérées au moment du Big bang et combler des fossés en physique restés jusqu’ici sans réponse ?

2. Le savoir rend-il sage ? Faut-il savoir le vrai pour agir bien ?

3. Est-il vrai que comme le dit Aristote, le fondement de l’amitié est la communauté d’intérêts surtout quand ils sont nobles et intellectuels ?

4. Pour réaliser une oeuvre comme celle du LCH du CERN, faut-il exiger comme préalable une amitié reposant sur un contrat, une concorde consistant en ce que les membres du groupe se sont mis d’accord sur les objectifs à poursuivre, les moyens de les atteindre et les règles à appliquer ?


Sources :

Philosophie des Sciences
Paris, Editions Gallimard 2002.

Perutz MF. La Science est-elle nécessaire ? Editions Odile Jacob, Paris 1991