Postface de « Cathédrales de brume » (avec glossaire)

Postface

 

En dépit du caractère onirique et surréel de « Cathédrales de brume », le roman s’appuie sur des données scientifiques fiables et, pour une large part, unanimement acceptées par la communauté scientifique mondiale.

Les hypothèses prises en compte dans l’intrigue font référence à quatre grands « piliers » de la physique contemporaine et de la cosmologie.

Le premier de ces piliers se réfère explicitement à la Physique quantique et à la Relativité générale d’Einstein. C’est ainsi que les évocations de la multiplicité des univers, de la fluctuation du temps et des singularités quantiques, sont directement issues du Principe d’incertitude d’Heisenberg et des équations de Schrödinger, c’est à dire les fondements même de la Physique quantique.

Pareillement, les trous noirs sont les « enfants naturels » de la Relativité générale.

Le second vivier d’informations, apparemment baroques et folles, est le fruit des dernières découvertes de la cosmologie moderne. Les résultats obtenus par les sondes spatiales, le télescope Hubble, et les innombrables analyses effectuées depuis les grands télescopes situés dans les zones où l’atmosphère terrestre est la plus pure, confirment certains points mis en exergue dans notre récit.

Les trois plus importants étant :

–                           que la théorie du big bang en tant que commencement primordial doit être totalement refondue,

–                           que la matière visible, ou accessible à nos instruments d’investigation, représente au maximum 4% de notre univers,

–                           et que l’expansion de ce dernier se poursuit sur un rythme accéléré.

En fait, nous savons désormais que nous savons fort peu de choses sur la vie, l’origine et la destinée de notre univers.

Ce constat ne peut naturellement que ravir tous les romanciers de science-fiction…

La troisième hypothèse est en phase de concrétisation. Elle s’inscrit dans une forme décapante et iconoclaste de la Physique des particules que l’on nomme Théorie des cordes. Il y est fréquemment fait référence dans Cathédrales de brume, tout comme dans le screenplay que nous avons écrit en nous inspirant de cette étrange odyssée.

Pour faire court, cette théorie précise que les constituants ultimes de la matière sont de minuscules cordes dont le mode de vibration produit l’émergence de telle ou telle particule. Ceci s’apparente un peu aux cordes d’un violon qui, en vibrant, produisent des harmoniques distinctes. Ces cordes (ou supercordes lorsqu’elles incluent les principes de la supersymétrie) ont une singularité supplémentaire : elles se modélisent en… dix dimensions spatiales !

Ces dix dimensions sont nos trois dimensions habituelles, six dimensions minuscules repliées sur elles-mêmes depuis le big bang, et une dimension géante qui englobe notre univers.

Enfin, la dernière hypothèse -largement mise à contribution tout au long de l’intrigue- est sensiblement plus spéculative, même si elle est incluse dans les équations de la Physique quantique depuis le premier quart du XXe siècle.

Il s’agit de la théorie du multivers.

Cette théorie, magistralement mise en forme par Andrei Linde de l’Université de Stanford, indique que notre univers n’est qu’une parcelle d’un ensemble infiniment plus vaste et susceptible de regrouper des trillions et des trillions d’univers différents.

Bien que ces spéculations soient nombreuses et disparates, deux priment actuellement.

La première prévoit que l’ensemble des univers soit composé d’innombrables bulles se formant sans cesse et formant une « mousse d’univers » éternelle et pérenne. Dans cette optique, notre univers ne serait en fait qu’une minuscule parcelle d’une étendue cosmique colossale : le multivers

La seconde imagine que l’arborescence d’univers multiples se fasse principalement en mode vertical, les univers étant ainsi enchâssés les uns dans les autres. Cette théorie s’appuie essentiellement sur les particularités des différents types de trous noirs (stellaire, comme dans notre roman, ou galactique) et leur propension affolante à réduire une masse énorme dans un lieu de volume nul et de densité infinie.

Hâtivement brossées, ces quelques informations scientifiques démontrent que la cosmologie contemporaine est aussi extravagante, enfiévrée et baroque, que l’heroïc fantasy la plus débridée…

Afin d’apporter quelques lumières supplémentaires, le court glossaire qui suit résume certains termes techniques liés à la Théorie des cordes et à la cosmologie contemporaine.

Si vous souhaitez glaner des informations beaucoup plus complètes, nous vous recommandons trois ouvrages essentiels :

–                           Le destin de l’univers : trous noirs et énergie sombre (Fayard) – Jean-Pierre Luminet,

–                           L’univers élégant (Robert Laffont) – Brian Greene,

–                           Le paysage cosmique : notre univers en cacherait-il des millions d’autres ? (Robert Laffont) – Leonard Susskind.

Glossaire

 

Antimatière : matière dont les propriétés gravitationnelles sont similaires à celles de la matière ordinaire, mais dont la charge électrique est opposée.

Big bang : théorie selon laquelle l’univers en expansion aurait émergé, il y a 14 milliards d’années, d’un état d’énergie, de densité et de compression colossales.

Brane (ou membrane) : objets étendus caractéristiques de la théorie des cordes. Une une-brane est une corde, une deux-brane est une membrane, une trois-brane s’étend sur trois dimensions spatiales etc… Plus globalement, une p-brane s’étend sur p dimensions spatiales.

Corde : objet essentiel et unidimensionnel ; c’est l’objet principal de la théorie des cordes.

Dimension : axe ou direction indépendante dans l’espace ou dans l’espace-temps. L’espace qui nous est familier possède trois dimensions (gauche-droite, avant-arrière, haut-bas) et l’espace-temps en possède quatre (les trois axes précédents plus la « flèche du temps »). Dans la théorie des cordes, l’univers possède sept dimensions spatiales supplémentaires, mais invisibles à notre échelle.

Dualité onde/corpuscule : fondement de la Physique quantique selon lequel les objets possèdent, soit un comportement ondulatoire, soit un comportement corpusculaire.

Entropie : mesure du désordre d’un système physique. C’est en fait le nombre de réarrangements des ingrédients d’un système laissant son apparence globale intacte. En cosmologie, on évoque souvent l’entropie d’un trou noir.

Équation d’onde de Schrödinger : équation fondamentale en Physique quantique. Elle décrit l’évolution dans le temps d’une particule massive non relativiste.

Espace-temps : union de l’espace et du temps issue de la relativité restreinte d’Einstein. C’est le « matériau » à partir duquel notre univers est façonné.

Fluctuations quantiques : comportement turbulent d’un système aux échelles microscopiques dû aux relations d’incertitudes caractéristiques de la Physique quantique. Paradoxalement, notre univers est beaucoup plus lisse et placide à l’échelle cosmique qu’à l’échelle nanoscopique…

Gravitation quantique : théorie qui réunirait efficacement la Physique quantique et la Relativité générale, c’est-à-dire les deux piliers de la Physique concernant les domaines de l’infiniment petit et de l’infiniment grand. La Théorie des cordes symbolise l’une des deux meilleures candidates à cette unification totale. La seconde est la Gravitation quantique à boucles.

Inflation ou cosmologie inflationnaire : évènement se situant lors de la première seconde après le big bang et qui décrit un très bref sursaut d’expansion démesurée (un facteur de l’ordre de 1050 !).

Multivers : hypothèse selon laquelle notre univers ne serait qu’un brimborion parmi des trillions d’autres univers, chacun étant régi par des lois physiques susceptibles d’être fondamentalement différentes.

Physique quantique : ensemble des lois physiques qui régissent notre univers et dont certaines caractéristiques singulières : principe d’incertitude, fluctuations quantiques ou dualité onde-corpuscule, ne deviennent manifestes qu’aux échelles nanoscopiques (atomes et particules subatomiques : quarks par exemple).

Principe d’incertitude d’Heisenberg : il stipule que l’on ne peut pas connaître simultanément la position et la vitesse d’une particule atomique. Pire encore, plus on connaît l’un de ces éléments avec précision, moins on connaît l’autre…

Spin : mouvement de rotation sur soi spécifique à la physique quantique. Les particules atomiques possèdent un spin qui est soit un nombre entier, soit un nombre demi-entier.

Théorie des cordes : théorie qui postule que les ingrédients fondamentaux (et les plus petits) de la nature sont des petits filaments unidimensionnels appelés cordes. Cette théorie présente l’avantage d’unifier élégamment la Physique quantique et la Relativité générale mise en lumière par Einstein.

Théorie des supercordes : théorie des cordes qui inclut la supersymétrie. Celle-ci décrit un principe de symétrie qui relie les propriétés des particules ayant un spin entier (les bosons) à celles des particules ayant un spin demi-entier (les fermions).

Trou de ver : région de l’univers semblable à un tube et qui est susceptible de relier ensemble des zones stellaires qui peuvent être considérablement éloignées. L’utilisation de trous de ver galactiques ou extragalactiques symboliserait le moyen le plus radical de s’affranchir de la barrière infranchissable de la vitesse de la lumière : 300 000 kilomètres par seconde.

Trou noir : objet céleste dont le champ gravitationnel est si élevé qu’il capture tout ce qui s’en approche. La gravitation y est si intense que même la lumière demeure captive de ce cannibale cosmique qui s’appelait primitivement « astre occlus ».

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