Autour du James Webb Space Telescope (JWST)
On a trouvé ces jours-ci dans la presse des articles passionnants sur le lancement dans l'espace du Télescope Spatial James Webb (TSJW, acronyme anglais JWST), et sur ses premières observations. Une connaissance approfondie des conditions de vie sur les exoplanètes est un objectif qui à lui seul justifie l'envoi de JWST à 1,6 millions de km de la Terre.
Plusieurs articles se réfèrent au Big Bang, comme si cette théorie était gravée dans l'airain des théories indiscutables. Le TSJW serait supposé nous faire approcher plus prés de l'instant zéro.
Les données principales qui justifieraient la théorie du Big Bang sont l'observation du déplacement vers le rouge (« red shift ») du rayonnement des étoiles lointaines (interprétation de la courbe de Hubble) et le « fond diffus cosmologique » , une température de 3,7 °Kelvin dans l'espace, attribuée au refroidissement du cosmos depuis l'instant zéro.
Plusieurs ouvrages ont paru pour souligner les problèmes de cette théorie, décrite, entre autres, comme créationniste.
Je pense par exemple à « Self Organization of Matter » par Christian Jooss (2020), physicien théoricien allemand. Laughlin, prix Nobel de physique en 1998, déclare en 2008 dans Der Spiegel : « le Big Bang n'est que du marketing ». Le physicien US Eric Lerner développe les travaux du prix Nobel de Physique Hannes Alfvén dans un livre critique « The Big Bang Never Happened », publié en 1992. Etc..
La théorie du Big Bang, comme sa fille la théorie des cordes et des supercordes, font face à des crises profondes : voir par exemple « The Trouble with Physics », de Lee Smolin (2007). La théorie des cordes est incapable, à l'heure actuelle, avec ses 10 ou 11 dimensions d'espace, de rendre compte du moindre résultat expérimental, ou de produire la moindre prédiction testable. La découverte expérimentale de l'accélération de l'expansion de l'Univers amène les tenants du Big Bang à proposer une énergie noire, de nature totalement inconnue, qui composerait la plus grande partie de l'Univers. Ce n'est pas le seul problème de la théorie du Big Bang. Il est fondé sur l'hypothèse du vide, qui a remplacé celle de l'éther, à la suite de l'expérience de Michelson et Morley (1887). L'hypothèse de l'éther à la fin du 19ème siècle était celle d'un milieu matériel dont les vibrations seraient celles de la lumière. L'expérience de Michelson et Morley montrait que la vitesse de la lumière, invariante par rapport au déplacement de la Terre, rendait intenable l'hypothèse de l'éther dans sa forme de l'époque, laquelle ignorait encore l'existence de la superfluidité quantique.
L'hypothèse de l'éther fur alors abandonnée et remplacée par celle du vide. Celle d'une vitesse maximum du signal, selon la relativité restreinte d'Einstein semblait y être associée. Ce dernier est fréquemment cité pour avoir « nié l'existence de l'éther »
Einstein lui même écrit pourtant à Lorentz en 1919 : « Il eût été plus correct dans mes premières publications de me limiter à souligner la non réalité de la vélocité de l'éther, au lieu d'affirmer la non réalité de l'éther. Je réalise que le mot « éther » ne signifie rien de plus que ceci : il faut considérer l'espace comme un milieu possédant des qualités physiques » (L. Kostro, Einstein et l'éther, Apeiron Montréal, 2000).
La conception moderne est celle d'un éther quantique empli de fluctuations de point zéro des divers champs électromagnétique, électro-faible, de couleur, etc.. La vitesse de la lumière serait la vitesse des particules de masse nulle couplées au champ superfluide de Higgs.
L'éther quantique est observé expérimentalement, par exemple par l'effet Casimir, le déplacement de Lamb des raies de l'atome d'hydrogène, les forces de Van der Waals, et d'autres. La densité d'énergie de l'éther quantique diffère de cent vingt ordres de grandeur de l'estimation dans le cadre de la théorie du Big Bang.
Christian Jooss, dans « Self Organization of Matter » propose une théorie matérialiste de l'auto-organisation du monde, de la matière infra-nucléaire aux superstructures galactiques géantes, chaque niveau structurel étant gouverné par des lois spécifiques de développement. Il trace un diagramme de phases qualitatif de l'éther quantique suivant la température et la densité, avec sa multiplicité de phases. Ce livre, sans formalisme mathématique, regorge de données, de diagrammes expérimentaux et de discussions théoriques sur les multiples niveaux d'organisation de la matière. Le seul reproche que je lui ferais est d'ordre philosophique. L'auteur semble considérer que la dialectique matérialiste serait en surplomb de l'activité scientifique et permettrait de condamner telle ou telle théorie qui serait jugée entâchée d'erreurs philosophiques. Mon sentiment est que la dialectique matérialiste, un outil intellectuel précieux pour guider la pensée dans la connaissance de l'être, ne peut supplanter la méthode scientifique dans l'étude de la nature.
Les résultats du JWST amèneront peut-être sur ces questions un éclairage nouveau. De même les résultats du grand collisionneur du CERN pourraient peut-être trancher sur l'hypothèse de la mystérieuse « matière noire », dont on peut se demander pour l'instant si elle n'est pas une hypothèse ad hoc, face à des démentis expérimentaux de la théorie du Big Bang, qui permettrait de la sauver jusqu'à son abandon éventuel.
Les difficultés conceptuelles de la théorie du Big Bang méritent d'être connues, même si elle reste actuellement largement dominante, dans la grande presse comme parmi la grande majorité des cosmologistes.
Je remercie Olivier Gebuhrer d'avoir attiré mon attention sur plusieurs livres traitant des sujets discutés ici.