Crêpes stellaires, Univers chiffonné et autres nouvelles du cosmos

Théoricien de renom, l’astrophysicien français Jean-Pierre Luminet a la tête dans les étoiles depuis plus de 30 ans. Ses travaux sur les trous noirs et la topologie de l’Univers lui ont valu moult distinctions et un astre à son nom: l’astéroïde 5581 Luminet. Directeur de recherche au Centre national de la recherche scientifique et membre du Laboratoire Univers et Théories (LUTH) de l’Observatoire de Paris-Meudon, il est l’auteur de nombreux romans et ouvrages de vulgarisation scientifique, dont les deux plus récents (La perruque de Newton et Illuminations) viennent tout juste de sortir, le premier chez Lgf, le second chez Odile Jacob.

Une récente découverte, selon laquelle des neutrinos voyageraient à une vitesse supérieure à celle de la lumière, remettrait en question la théorie de la relativité d’Einstein. Qu’en pensez-vous?

Tout dépend s’il s’agit vraiment d’une découverte car, a priori, cela paraît invraisemblable. Ce qui est incroyable, ce n’est pas que les lois de la relativité soient violées; après tout, la plupart des théories scientifiques, aussi belles soient-elles, ont une durée de vie limitée. Ce qui semble invraisemblable, c’est qu’elles soient violées dans le cadre d’une expérience qui a mesuré la vitesse de déplacement des neutrinos sur un trajet extrêmement court, soit 700 km. Les neutrinos ont franchi la distance en 60 nanosecondes de moins que ce que l’on attendait, avec une marge d’erreur de 10 nanosecondes. C’est plus rapide que la vitesse de la lumière dans le vide, alors que cette vitesse était jusqu’alors jugée infranchissable. Les chercheurs du CERN qui ont effectué les calculs sont eux-mêmes incrédules. Ils estiment que d’autres expérimentations seront nécessaires. Il faut savoir que quantité d’autres vérifications expérimentales confirmant la théorie de la relativité restreinte ont été faites récemment sur des distances beaucoup plus grandes avec une bien meilleure précision.

Admettons que cela soit vrai. Qu’est-ce que cela impliquerait?

Cela impliquerait que la relativité générale doit être englobée dans une théorie plus large qui tienne compte de la physique quantique; par exemple, la théorie de la gravitation quantique à boucles, qui suppose que l’espace-temps est une structure granulaire et non continue, comme le veut la théorie des cordes. Cela étant dit, aucune théorie ni modèle n’est définitif en science. Tous les grands théoriciens se sont trompés! Avec les nouvelles techniques d’observation de l’espace et les outils technologiques et informatiques que nous possédons de nos jours, on peut dire que Copernic, Galilée, Kepler, Newton et Ptolémée se sont tous trompés d’une certaine façon. Forcément, un jour, on pourra dire qu’Einstein s’est trompé, simplement parce que sa théorie n’est pas validée par des observations. Mais il reste presque toujours quelque chose des modèles anciens. Si Ptolémée, qui affirmait que la Terre était immobile et qu’elle se trouvait au centre de l’Univers, s’est royalement trompé, Newton, par contre, a fait une bonne approximation et sa théorie fait maintenant partie d’une autre, plus vaste, celle de la relativité.

Le prix Nobel de physique a été attribué à des chercheurs qui ont démontré que, contrairement à ce qu’on croyait, l’expansion de l’Univers s’accélère, au lieu de décélérer. En quoi cette découverte est-elle révolutionnaire?

Il s’agit des premières mesures objectives qui suggèrent l’existence de la fameuse énergie noire. Ce n’est pas révolutionnaire en soi dans la mesure où l’idée a été émise il y a près de 80 ans par Georges Lemaître, astronome et physicien belge. En 1932, il a publié un livre dans lequel il exposait son modèle d’un univers dont l’expansion s’accélère, en raison de la constante cosmologique, qui peut être interprétée comme l’énergie du vide. Ce qui est intéressant avec cette découverte, c’est qu’elle démontre que la cosmologie, grâce aux progrès des outils d’observation, est en train de devenir une science expérimentale. Elle permet donc des observations beaucoup plus précises. Il y a 15 ans, on estimait l’âge de l’Univers entre 10 et 20 milliards d’années; aujourd’hui, on sait qu’il a précisément 13,7 milliards d’années.

En quoi le fait que l’expansion de l’Univers s’accélère change-t-il quelque chose à notre conception du monde?

C’est encore difficile à dire. L’expansion pourrait poursuivre son accélération à jamais. L’énergie noire continuerait alors à dominer la matière, amenant l’Univers à se dilater et à se refroidir jusqu’au big rip, c’est-à-dire jusqu’à son déchirement final. Le noyau atomique lui-même éclaterait, car l’espace serait déchiqueté par une expansion phénoménale. Ce serait la fin de toute structure matérielle. Dans les scénarios les plus pessimistes, cette fin surviendrait dans une dizaine de milliards d’années. D’autres proposent que la matière puisse l’emporter sur l’énergie noire, ce qui nous conduirait au big crunch, alors l’expansion s’arrêterait pour laisser place à une phase de contraction.

Vous pouvez lire la suite de l'entrevue dans le numéro de décembre 2011-janvier 2012 de Québec Science.

Propos recueillis par Louis Gagné
Illustration: Aaron McConomy

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