Machines à voyager dans le temps III : L’incertitude

11.05.2020 - Catalogne - Javier Belda

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Machines à voyager dans le temps III : L’incertitude
(Crédit image : CERN - Wikimedia commons)

En 1687, Isaac Newton publie « Philosophiae Naturalis Principia Mathematica », où il formule les trois lois fondamentales du mouvement : le principe d’inertie, la Loi de la Force également connue sous le nom de Principe Fondamentale de la Dynamique de translation et la loi d’action-réaction. La combinaison de tous ces éléments a donné naissance à un quatrième principe : la loi de la gravité. Ce travail a marqué un tournant dans l’histoire des sciences et est considéré par beaucoup comme le travail scientifique le plus important de l’histoire.

Jusqu’à la fin du XIXe siècle, le monde a fonctionné sous le tic-tac du passage inexorable du temps, jusqu’à l’apparition d’Albert Einstein.

« Le profil d’Einstein en tant que théoricien nous incline à l’imaginer la tête toujours dans les nuages, mais en réalité, il a cultivé toute sa vie une passion pour les machines.

Deux épisodes symbolisent le processus d’initiation d’Einstein à la science : le cadeau d’une boussole, qui lui a été offerte par son père lorsqu’il avait quatre ans, et la lecture d’un volume de géométrie euclidienne. L’aiguille magnétique déployait devant ses yeux les mystères de la nature ; les axiomes et postulats d’Euclide, le pouvoir déductif de l’intelligence (…) Le magnétisme peut être interprété comme un effet purement relativiste, et la relativité elle-même, comme une vision géométrique de l’univers. Ainsi, dans la boussole et le livre d’Euclide, son destin était codé ». [1]

Dès son plus jeune âge, Einstein s’est heurté aux autorités académiques. Son esprit brillant l’a amené à développer une idée non intuitive de l’espace-temps, qui était en conflit avec une idée fixée depuis des centaines d’années : ce qui ne peut être vu ou mesuré dans un laboratoire n’existe pas.

La relativité a établi une notion différente de l’espace et du temps. Grâce à ses formulations, l’horloge d’Einstein pouvait faire tac-tic au lieu de faire tic-tac. Avec cela, le temps unique et absolu de la mécanique classique a disparu. Tout est devenu dépendant de la lumière et de l’état de mouvement de l’observateur.

Le seul absolu pour la nouvelle théorie est la vitesse de la lumière, et à partir de là, tout est relatif.

Les distances sont relatives. Un objet donné propulsé à une vitesse proche de celle de la lumière va se raccourcir de près de la moitié de sa longueur ; ce n’est pas une illusion d’optique, cela se produit et peut être démontré expérimentalement.

De même, la simultanéité est relative. Deux choses se produisent apparemment en même temps à des endroits différents, mais deux observateurs différents en mouvement ne seront pas d’accord : l’un verra que d’abord A s’est produit, puis B, tandis que pour l’autre, c’était d’abord B puis A ; les deux auront raison car la simultanéité est relative à la vitesse de la lumière.

Puis le problème de la causalité s’est posé. Il semble évident que les causes passent avant les effets, mais la relativité se heurte au principe de causalité. Le scientifique a résolu ce paradoxe en affirmant que rien dans l’Univers ne peut aller plus vite que la vitesse de la lumière. Cela a heurté de front la formidable physique traditionnelle newtonienne. Pour Newton, la gravité agissait instantanément, elle avait donc une vitesse absolue…

Einstein a consacré 10 ans (de 1905 à 1915) à chercher une nouvelle théorie de la gravité qui soit compatible avec le principe de relativité. Pour ce faire, il s’est inspiré du principe d’équivalence de Galilée, selon lequel tous les objets tombent à la même vitesse, quelle que soit leur masse. Ainsi, si tous les objets tombent avec la même accélération, les trajectoires qu’ils suivent ne sont pas une propriété de chaque objet, mais une propriété de l’espace.

De plus, les trajectoires sont courbées lorsque les objets tombent, décrivent une parabole, ou restent – comme la Lune – en chute permanente vers la surface courbe de la Terre, décrivant une orbite.

Par conséquent, lorsqu’il y a de la gravité, l’espace est courbé. La gravité est une manifestation de la géométrie déformée de l’espace-temps.

Le problème des autorités académiques ne concernait pas seulement les travaux d’Einstein, elles ont également mis en quarantaine Planck et Born qui posaient les bases de la mécanique quantique naissante. Avec eux, Heisenberg, Bohr, Pauli, Schrödinger ont fini de démanteler les fondements traditionnels de la physique. À partir des années 1920, les mathématiques qui décrivent le monde deviennent des formulations extrêmement complexes.

Mais la pensée des gens ordinaires est restée assez classique. Nous pouvions encore ignorer nos routines, nos coutumes et nos lois naturelles du XIXe siècle, ou même plus loin, insouciants et immergés dans une existence relativement insubstantielle.

La société occidentale a échappé à des approches compliquées pour faire face aux développements de la révolution industrielle, et ainsi nous avons déguisé en euphorie ce qui en réalité abritait une grande confusion et désorientation existentielle…

Pendant ce temps, le vieil arbre de la connaissance des premiers mythes – avant qu’Adam et Eve ne soient expulsés du paradis – acquérait un aspect fractal.[2]

L’arbre de Pythagore est un plan fractal construit à partir de carrés inventés par le professeur Albert E. Bosman en 1942.

Faisant le premier pas vers la théorie du chaos, Henri Poincaré a introduit l’idée de non-linéarité, où l’origine et le résultat divergent et où les formules ne servent plus à résoudre le système.

En 1927, Heisenberg a formulé le principe d’incertitude qui établit l’impossibilité d’effectuer une mesure expérimentale sans perturber ce qui est destiné à être mesuré. Ce principe implique un changement fondamental dans la manière d’étudier les phénomènes, puisqu’il passe d’une connaissance théoriquement exacte à une connaissance basée uniquement sur des probabilités et l’impossibilité de dépasser un certain niveau d’erreur.

L’existence de centaines de particules subatomiques connues est basée sur cette forme expérimentale. Ce type de test est effectué dans un accélérateur de particules, et grâce à ces tests, on découvre ce qui, selon les prédictions, devrait se produire avec une certaine probabilité.

Ce fut la base de la découverte du boson de Higgs en 2012, qui avait été proposé en 1964 par Peter Higgs et d’autres. C’était d’une importance vitale pour la physique car c’est grâce au mécanisme de Higgs que la matière avait une masse, sans quoi l’ensemble du système était totalement insubstantielle et incohérent. C’est dans ce but que le célèbre accélérateur de particules LHC (à ce jour le plus grand du monde, 27 km de long à 100 mètres de profondeur) a été construit à Genève. Là, les protons sont mis en collision et les particules qui en résultent sont étudiées pour voir si le modèle standard de la physique des particules est respecté, et au-delà…

Il s’agit d’une technologie extrême ; l’intérieur des tubes du LHC est l’un des endroits les plus froids de l’Univers et, en même temps, les points où se produisent les collisions génèrent la température la plus élevée de toute la galaxie, soit environ 100.000 fois la température de l’intérieur du soleil. Ces points recréent les conditions que l’Univers avait une fraction de seconde après le Big Bang.

A ce seuil, la compréhension du vide, entendue comme structure fractale, est devenue paradoxalement la plus substantielle.

Aujourd’hui, l’accélérateur LHC est la machine qui génère le plus de données sur la planète. Le Grand collisionneur de hadrons collecte l’équivalent de quarante millions d’images haute définition chaque seconde, et doit instantanément décider lesquelles stocker pour une analyse ultérieure. Relever ce défi a nécessité le développement d’algorithmes mathématiques spécifiques et du plus grand réseau de ressources informatiques de la planète.

La question de la minimisation de l’erreur est devenue primordiale. L’horloge quantique est une de ces machines étonnantes avec une marge d’erreur pratiquement nulle. Son mécanisme consiste à préparer un atome pour qu’il oscille entre deux états différents, où chaque état est une superposition quantique différente de deux niveaux d’énergie de l’atome. L’horloge perd une seconde tous les 3400 millions d’années, par rapport à l’horloge atomique à source de césium qui perd une seconde tous les 100 millions d’années.

Schéma de l’horloge quantique.

La recherche de l’harmonie

À la fin du XXe siècle, la pensée scientifique est devenue très complexe, commençant par la formulation du Big Bang et du modèle standard de la physique des particules, pour finir par atteindre le vide. Mais un tel vide ne peut pas être vide, car dans ce cas, rien n’existerait, même pas relativement. Par conséquent, ce vide trouvé par la science renvoie la balle au champ de la philosophie : l’idée du vide comme structure créative intemporelle et immatérielle (étrangère à l’espace).

La quasi-totalité des efforts scientifiques intenses et des financements publics massifs en physique des particules ont historiquement été consacrés à cataloguer les propriétés des particules subatomiques, telles que les « quarks » et les « gluons », plutôt qu’à pénétrer la nature de la géométrie. Aujourd’hui, les scientifiques se rendent compte que les concepts « inutiles » de l’espace et du temps peuvent être la source ultime de beauté et de simplicité dans la nature.[3]

Comme à toutes les étapes de l’existence humaine, le progrès technologique nous met face à des situations nouvelles auxquelles nous ne sommes pas préparés. Il s’agit de dépasser des limites insoupçonnées et de le faire avec le système culturel des étapes précédentes ; cela génère une grande crise systémique. Akop Nazaretián définit ce moment de singularité comme la rupture de l’équilibre techno-humanitaire.

La capacité à visualiser un avenir dans une direction possible devient alors la question fondamentale. Nazaretián s’est consacré à la recherche de points de vue qui pourraient donner une perspective dans une direction de survie globale et d’évolution inconnue. Dans son livre « Futur non-linéaire », il compile les travaux de nombreux spécialistes de manière interdisciplinaire.

Le philosophe orthodoxe russe Nikolai Berdyev [1990] a déclaré que « toutes les tentatives de résoudre toutes les tâches historiques, à toutes les époques, doivent être reconnues comme des échecs retentissants. Dans le destin historique de l’être humain, en substance, rien ne va plus ». L’éternelle « lutte du bien contre le bien » a invariablement engendré le mal ; et les intentions humaines ne se sont pas matérialisées, ou bien ne se sont pas concrétisées, ou bien n’en valaient pas l’effort réalisé. Selon les mots de Dante, on pourrait dire que « la route de l’enfer est pavée de bonnes intentions ». [4]

Il n’est pas surprenant que la grande majorité des astrophysiciens du XXe siècle aient considéré l’existence humaine comme une « farce », à laquelle seule la prévision de la fin inévitable donne la teinte d’une « tragédie supérieure » [Weinberg, 1993]. [5]

Ces citations mettent en évidence le sentiment d’incertitude de la fin du siècle dernier. Néanmoins, l’humanité a continué à s’envoler sur les ailes d’un oiseau appelé tentative, mue par une étrange combinaison d’intuition et de recherche de l’harmonie de l’existant.

En avril 1998, le satellite de la NASA Transition Region and Coronal Explorer (TRACE), a trouvé des preuves de l’existence de musique provenant des corps célestes. L’atmosphère du soleil émet des sons ultrasoniques et interprète une partition formée par des ondes qui sont environ 300 fois plus faibles que les tons qui peuvent être captés par l’oreille humaine.

Parmi les étoiles et les particules, la vie est devenue une rareté. Avant cette danse créative insoupçonnée, Albert Einstein a exprimé son étonnement avec la phrase suivante : « La propriété la plus surprenante de ce monde est qu’il existe ».

Un autre scientifique rebelle était Ilya Prigogine. En 1977, le spécialiste de la thermodynamique, a reçu le prix Nobel de chimie pour sa théorie sur les structures dissipatives, montrant que dans la chimie de certaines structures se produit un processus de création dans lequel les possibilités brisent leurs limites et sont libérées grâce au hasard et au non-équilibre de l’interaction.

Du point de vue thermodynamique, tous les processus naturels sont – étaient – irréversibles, mais « Les structures dissipatives sont des îlots d’ordre dans un océan de désordre », a établi Prigogine.

« L’univers du non-équilibre est un univers cohérent » (…) « A notre époque, nous sommes loin de la vision monolithique de la physique classique. Devant nous s’ouvre un Univers dont nous commençons tout juste à entrevoir les structures. Nous découvrons un monde fascinant, aussi surprenant et nouveau que celui de l’exploration de l’enfance ». [6]

Une autre de ses théories fait également référence à la question de la musique de l’Univers qui semble voyager dans le temps : « Il y a différentes façons de questionner l’Univers dans lequel nous vivons, et la musique est aussi l’une d’entre elles. Notre environnement n’est pas seulement fait de couleurs, mais aussi de sons et de bien d’autres choses ».

Ilya a inspiré les spécialistes de la méga-histoire en comprenant l’essence de la matière et de la structure humaine, comme un processus commun, qui surgit dans la genèse de l’Univers à partir du Big Bang.

« La principale caractéristique de tout système vivant est l’ouverture ». « Tout ce que nous voyons dans la nature est très différent d’un robot ; cela suit le schéma de l’évolution, c’est instable, se transforme. »

Prigogine nous rapproche de l’idée d’équilibre philosophique par rapport au déséquilibre thermodynamique. Devant le chaos, le hasard et l’énorme complexité de l’Univers, on présente l’être humain comme la manifestation la plus avancée que nous ayons de l’évolution.

« Nous redécouvrons le temps, mais c’est un temps qui, au lieu de confronter l’homme avec la nature, peut expliquer la place de l’homme dans un Univers inventif et créatif ».

À l’aube du nouveau siècle, l’incertitude continuera de peser lourdement, parfois transformée en nihilisme et parfois en suspicion de sens. C’est à ce seuil que le grand philosophe Prigogine nous a laissé un engagement clair en faveur de la deuxième option pour ouvrir l’avenir.

« L’avenir est incertain… Mais cette incertitude est au cœur même de la créativité humaine ». « Nous sommes toujours en train de choisir ; c’est pourquoi il est si important d’enrichir l’éventail des possibilités et de développer de nouvelles utopies en cette fin de siècle, qui rendront possibles de nouveaux choix ». [7]

Notes

[1] David Blanco Laserna. Einstein, La teoría de la relatividad, RBA Coleccionables SA, 2012. Pág. 21

[2] L’arbre de la connaissance, également appelé l’arbre cosmique « Axis Mundi », est apparu dans la mythologie de toutes les cultures, depuis les débuts les plus reculés de la culture humaine. Dans la Bible, elle est traitée de façon négative et associée au mal. « Voici qu’Adam est devenu comme l’un de nous, connaissant le bien et le mal ; maintenant, chassons-le de peur qu’il n’étende la main, qu’il ne prenne aussi du fruit de l’arbre de vie, qu’il n’en mange et qu’il ne vive à jamais » Expulsion du Paradis, Cap. III, Torres Amat, 1957.

[3] Michio Kaku. “Hiperespacio” Editeur digital: Banshee. 1994. P. 26

[4] Akop Nazaretián. “Futuro No-Lineal”. Ed. Suma Qamaña. Buenos Aires, 2016.  P. 212

[5] Ibid. P. 293

[6] Ilya Prigogine. Il a été défini comme un grand philosophe humaniste, ses livres ont été traduits dans de nombreuses langues ; la plupart d’entre eux traitent de la thermodynamique et les derniers en date visent à unir la science et l’humanisme. Ses essais comprennent « Introduction à la thermodynamique des processus irréversibles », « Les lois du chaos », « La Fin des certitudes » et « La naissance du temps ».

[7] Ilya Prigogine, Buenos Aires, 1999.

 

Série

Machines à voyager dans le temps I

Machines à voyager dans le temps II : sous les étoiles

Machines à voyager dans le temps III : L’incertitude

Machines à voyager dans le temps IV : Décalages dans le temps

Machines à voyager dans le temps V : la cosmovision définitive

Machines à voyager dans le temps VI : Singularité

Machines à voyager dans le temps VII : En mouvement

Catégories: Humanisme et Spiritualité, Opinion, Sciences et Technologie
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