Revue de livre : A la recherche de l'Univers invisible : matière noire, énergie noire, trous noirs - David Elbaz
17 Novembre 2016 (670 mots)
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David Elbaz est astrophysicien et chef du laboratoire Cosmologie et Evolution des Galaxies au Service d’Astrophysique du CEA Saclay. Ce n’est, heureusement, pas un illuminé qui ne sait pas de quoi il parle, comme on en trouve malheureusement beaucoup parmi les publications de vulgarisation dans le domaine de la cosmologie et de la physique théorique.
Dans ce livre, David Elbaz propose de faire un tour d’horizon des connaissances en cosmologie à l’heure actuelle, dans un domaine qui a énormément bougé, y compris depuis 20 ans.
Des objets mystérieux : matière noire, énergie noire, trou noir
Sa première partie recense les objets et les phénomènes mystérieux observés dans l’Univers : David Elbaz explique l’énigme de la matière noire, la masse manquante pour expliquer la vitesse de rotation de étoiles au sein des galaxies, mais aussi la création les conditions de créations des premières particules juste après le Big Bang.
Il aborde aussi l’énergie noire, terme volontairement flou pour désigner le phénomène à l’origine de l’accélération de l’expansion de l’Univers. Si cette accélération n’est pas contestée, son explication reste encore un mystère !
Il termine sa première partie par la description de trous noirs, et notamment les trous noirs massifs au centre des galaxies et les micro trous noirs.
Des solutions dont certaines peuvent amener à la remise en cause de notre compréhension du monde
La seconde partie du livre passe en revue les théories scientifiques pour résoudre ces mystères, en proposant une approche à la fois claire mais restant dans les limites strictes de la science (suivez mon regard, je regarde deux frères jumeaux…)
Il explique ainsi la quête de particules manquantes (neutrino ou particules issues de la supersymétrie), qui pour le moment reste vaine, mais de nouveaux résultats pourraient arriver dans les prochaines années.
Il introduit aussi la gravitation modifiée (théorie MOND), dont il explique bien qu’elle est, en l’état, un bricolage (on modifie où ca nous arrange sans chercher à explique pourquoi), et qui nécessiterait encore beaucoup de travail.
Parmi les “théories du tout”, David Elbaz décrit les principes de la Gravitation Quantique à Boucle et de la théorie des supercordes, qui ont pour elle une capacité à unifier Relativité Générale et Mécanique Quantique. Ces solutions restent là aussi des chantiers, du fait de problème sur la valeur “infinie” de l’énergie du vide et la grande difficulté à tester expérimentalement ses prédictions.
D’autres solutions sont présentées (attraction de matière dense située en dehors de l’Univers observable, topologie cosmique qui ferait qu’on verrait un même galaxie en regardant dans plusieurs directions), mais la dernière théorie explorée en profondeur est celle du monde comme hologramme.
Sa description est rigoureuse et intéressante. Il introduit le concept d’information et d’entropie, à partir des découvertes sur le comportement thermodynamique des trous noirs. Ces solutions, élargies à notre Univers qui disposent lui aussi d’un horizon des événements, permet de proposer que l’ensmeble des informations de l’Univers puisse être stocké sur une surface à 2 D (le principe est complexe, je vous renvoie au chapitre en question). Notre univers pourrait alors, selon certains physique, être, sous une certaine forme, à 2 dimensions uniquement. Cette solution permettrait alors d’expliquer l’énergie noire, du fait de la création d’entropie.
Dans le même temps, il explique bien QUE NOUS NE VIVONS PAS DANS UN TROU NOIR (je met en gras car on trouve régulièrement cette affirmation pseudo vulgarisée). En effet, les modèles pour décrire le trou noir ne s’appliquent pas à l’échelle de l’Univers. La proposition de l’Univers hologramme est de facto basée sur une analogie, pas une identité.
Conclusion
David Elbaz conclut sur le fait que beaucoup des mystères cosmologiques reposent sur un seul “coupable” : la gravitation. Pour lui, on arrive au bout de notre modèle, et il est temps que soit introduit un nouveau paradigme, sur le modèle de la révolution copernicienne ou de celle de la relativité.
Un livre passionnant, scientifique, rigoureux, informatif, que je recommande à tout ceux que le sujet intéresse !