Le modèle du Big Bang est-il dépassé ？ Jean-Philippe Uzan répond

0:00 Les observations d'Azy auraient prétendu avoir la preuve, l'indication

0:04 que la densité d'énergie du vide, la constante cosmologique,

0:07 ne serait pas constante, évoluerait avec le temps.

0:10 Ça mettrait en défaut complètement le lambda du lambda CDM,

0:13 ça ne serait plus une constante.

0:14 Si vous voulez, le modèle lambda CDM, il explique très bien les choses

0:16 numériquement, mathématiquement, mais en mettant des choses un peu

0:20 sorties du chapeau, quoi.

0:21 D'où va venir le nouveau modèle cosmologique ?

0:24 Où est-ce qu'il va apparaître ?

0:25 Aujourd'hui, je parierais sur les mesures très fines

0:27 sur l'expansion de l'univers et leur variation.

0:29 Tout en sachant qu'aujourd'hui, le débat est quand même là

0:33 autour de ces observations.

0:34 Tout le monde n'est pas convaincu par ces observations

0:36 et la façon dont elles sont analysées.

0:38 Il ne peut pas être renversé ce modèle actuel

0:40 dont on parle depuis le début, lambda CDM.

0:48 On dit parfois, Jean-Philippe Huzan, qu'on ne comprend aujourd'hui

0:51 plutôt plus que 5% de l'univers.

0:54 Qu'est-ce que ça veut dire ?

0:55 C'est en général sur le contenu matériel de l'univers.

0:58 On sait que dans l'univers, il y a de la matière.

0:59 Il y a moi, il y a vous, il y a toutes ces atomes

1:01 que de notre quotidien, les planètes, les étoiles, les galaxies,

1:04 toute cette matière qui brille.

1:06 Et aujourd'hui, l'astrophysique a été capable de faire un bilan

1:09 de la matière dans l'univers.

1:11 Et ce que l'on sait, c'est qu'il doit exister,

1:13 si le modèle est correct,

1:15 eh bien 95% de cette matière qui serait sous une forme inconnue

1:19 qu'on appelle le secteur sombre.

1:20 Donc ça, c'est un domaine de recherche très actif de savoir

1:24 quelle est la nature de la matière noire,

1:25 quelle est la nature de cette énergie sombre

1:27 qui, pour l'instant, sont des mots qui caractérisent

1:29 des types de matières qu'on est capable un petit peu d'écrire,

1:33 mais dont on ne connaît pas l'identité physique.

1:37 Et ça, ça a été une surprise parce que ça montre que

1:40 tout ce que l'on a compris sur l'univers

1:41 vient de ces 5% de matière ordinaire,

1:44 donc qui est fait des atomes que l'on connaît ici sur Terre

1:48 et dans notre environnement,

1:49 et de se dire qu'en fait, on est un peu l'écume

1:51 d'un océan de matière noire d'énergie sombre

1:53 et que rien que ça, on a réussi à identifier le fait

1:56 qu'il y avait encore tout ça à comprendre.

1:57 Comme si vous voyiez le haut d'un iceberg

2:00 et que vous savez par les lois de la physique

2:01 que si vous voyez dépasser ça,

2:02 eh bien, il y a tout ça qui est en dessous

2:04 qu'il va falloir comprendre.

2:06 C'est quelque chose d'assez renversant

2:08 parce que l'étude de l'univers lui-même, de la nature,

2:11 nous dit qu'en fait, il manque des choses dans votre description,

2:14 dans votre compréhension de la nature.

2:15 Et ça, c'est un petit peu l'essence des sciences.

2:17 À chaque étape de notre compréhension de la nature,

2:19 il y avait des problèmes d'incomplétude.

2:22 Il y a quelque chose qui ne marche pas

2:23 et en fait, ça va révéler des nouvelles particules.

2:25 Par exemple, on a découvert l'antimatière,

2:27 on a découvert des particules comme les neutrinos.

2:29 Tout ça parce que dans certaines expériences,

2:30 il semblait manquer quelque chose.

2:32 Et en fait, la science, elle se construit parce que l'on voit,

2:35 mais parce que l'on ne voit pas aussi.

2:37 Donc ça, c'est quelque chose qui est intéressant.

2:39 Et le mot voir est en fait un peu troublant

2:42 parce que pour la plupart d'entre nous,

2:43 on identifie ça à la vue,

2:45 alors que pour un scientifique,

2:46 c'est le fait d'interagir avec,

2:48 d'être capable de montrer l'existence.

2:50 Et là, la clé de cette vision, c'est la gravitation

2:54 parce que toute matière, quelle qu'elle soit,

2:56 va influer les autres par sa propre gravitation.

2:58 Même si elle est noire, si elle est invisible,

3:02 si elle est sans masse,

3:04 elle va agir de cette façon-là.

3:06 Et ça, c'est un outil qui est, on va dire, assez nouveau

3:09 parce que cette gravitation-là,

3:11 elle s'est construite au début du XXe siècle.

3:13 Et les outils que l'on a aujourd'hui

3:16 pour voir avec cette vision gravitationnelle,

3:19 c'est des outils qui ont eu une dizaine d'années.

3:21 Donc on a aussi une période de transition

3:22 de l'astrophysique et de la cosmologie

3:24 qui va pouvoir étudier ce que l'on ne voit pas

3:26 avec nos yeux et avec nos télescopes.

3:28 Et alors, vous l'avez dit, pour étudier ces phénomènes-là,

3:31 vous disposez et vous créez des modèles

3:34 et notamment un modèle qui est aujourd'hui le modèle standard.

3:38 C'est d'ailleurs comme ça qu'on l'appelle le modèle standard du Big Bang

3:41 ou modèle lambda CDM.

3:43 Tristan Veil, vous êtes journaliste au Service Sciences du Figaro.

3:45 Qu'est-ce que c'est que ce modèle si cher aux cosmologistes

3:49 comme Jean-Philippe Huzyn ?

3:50 Alors, le modèle lambda CDM,

3:51 c'est un peu un nom de code.

3:54 Le lambda, justement, il représente l'énergie noire

3:56 dont parlait Jean-Philippe Huzyn.

3:57 Il représente l'expansion de l'univers.

4:01 Il y a une question aujourd'hui pour savoir si c'est lambda

4:03 ou si c'est un oméga, si c'est une quantité stable,

4:06 une quantité variable avec le temps.

4:08 Donc ça pourrait bientôt devenir le modèle oméga CDM.

4:11 Il y a des observations qui commencent à pointer vers ça.

4:14 On n'a pas encore la confiance statistique exacte

4:18 qu'il y a bien une variation au cours du temps,

4:19 mais on a des indices.

4:21 Le CDM, c'est pour Cold Dark Matter,

4:23 ça veut dire matière noire froide.

4:26 Et ça, c'est l'idée qu'il y a une matière invisible,

4:29 enfin transparente, qui structure tout l'univers

4:32 et qui est froide, ce qui veut dire qu'elle reste relativement en place.

4:35 Si elle était chaude, elle aurait tendance à se dilater, à bouger.

4:37 Elle est froide, donc elle permet aux structures de garder leur forme

4:40 et elle structure vraiment tout l'univers.

4:41 Et donc le nom du modèle, je trouve que c'est assez beau

4:43 parce que finalement, il est appelé par quatre lettres

4:46 qui décrivent des choses qu'on ne connaît pas

4:48 parce qu'on ne sait pas ce que c'est que cette matière noire.

4:50 On ne sait pas ce que c'est que cette énergie noire.

4:51 Elles apparaissent comme ça dans le modèle,

4:53 assez naturellement, de manière numérique.

4:56 Il reste le défi pour les astrophysins comme Jean-Philippe Huzon

4:58 de découvrir ce qui se casse et ce qui est derrière.

5:01 Il nous parle de choses qu'on ne sait pas

5:03 et pourtant, ce modèle, il décrit beaucoup de choses.

5:04 Il est au cœur de votre livre, L'univers incompris.

5:06 Vous commencez par établir les bases de ce modèle

5:09 et en fait, vous le triturez, vous le poussez à ses limites

5:12 pour voir jusqu'où il s'arrête.

5:14 C'est ce que vous avez voulu faire avec ce livre, L'univers incompris.

5:16 C'est de pousser dans ses retranchements ce modèle

5:18 qui explique pourtant tant de choses.

5:19 Il vous explique la gravité, l'expansion de l'univers,

5:22 toutes sortes de phénomènes.

5:23 Alors, il y avait plusieurs ambitions.

5:25 En fait, on a ce modèle, modèle lambda CDM

5:27 qui a été longtemps appelé modèle du Big Bang.

5:29 Ce qui était important pour moi,

5:31 c'était peut-être le point de vue du chercheur,

5:32 c'est que c'est déjà faire comprendre à tout le monde

5:35 ce que c'est qu'une notion de modèle

5:37 parce qu'on a une vision de la science avec des équations,

5:39 des choses que les gens comprennent,

5:40 des applications éventuellement technologiques qui en découlent.

5:44 Mais si on réfléchit à ce que produit la science,

5:46 en fait, dans son cœur, ce sont des modèles.

5:49 Et ces modèles, ce sont des descriptions en général simplifiées

5:52 mais qui ne sont pas simplistes de phénomènes de la nature.

5:54 On va mathématiser un phénomène de la nature.

5:57 Et à partir de ce moment-là,

5:58 on va avoir pris sur ce phénomène de la nature.

6:01 Et surtout, ce qu'on va pouvoir faire, c'est le questionner.

6:03 Donc, le modèle dit qu'est-ce qui est mesurable ?

6:05 Comment je le mesure ? Comment je le questionne ?

6:07 Et c'est là la difficulté.

6:08 C'est que souvent, on se dit qu'il y a des problèmes,

6:11 il faudrait changer de modèle.

6:12 Le problème, c'est que vous ne pouvez pas abandonner

6:14 et dire on va faire radicalement différemment

6:17 parce que sinon, vous ne pouvez plus interpréter vos données.

6:19 Des observations comme celles d'objets suèves

6:21 qui vont encore plus loin que le Hubble Space Telescope et ainsi de suite,

6:23 on a été nourri d'observations.

6:25 Et se pose la question aujourd'hui de savoir

6:27 est-ce que la description mathématique de ce modèle

6:30 est aussi précise, aussi juste qu'il le faudrait

6:33 pour interpréter ces observations avec une telle précision ?

6:36 Et là, il y a trois types de grands problèmes qui vont apparaître.

6:41 Du fait que le modèle, comme c'était une version simplifiée de la réalité physique,

6:46 eh bien, il a laissé des choses en dehors de son champ explicatif

6:49 que parfois, on a envie de savoir.

6:50 La fameuse question qu'on pose tout le temps,

6:52 qui avait-il avant le Big Bang ?

6:53 L'univers est-il infini ?

6:55 Là, le modèle est un peu muet.

6:59 Est-ce qu'on peut l'étendre pour aborder ces questions-là ?

7:01 Donc ça, c'est vraiment des questions structurelles.

7:03 Tristan Wey, quelles sont, vous, les questions

7:06 aux limites de modèles que vous posez le plus ?

7:09 Je pense, les questions métaphysiques, de devenir de l'univers.

7:12 Et du coup, qu'est-ce qu'il était avant avec cette idée ?

7:15 Est-ce que c'est un univers qui a un début et une fin ?

7:17 Ou est-ce que c'est quelque chose qui est infini dans le temps ?

7:20 Une autre chose, moi, qui m'intéresse, c'est les petites incohérences

7:23 qu'il y a dans le modèle.

7:26 Qu'est-ce qui se passe dans un trou noir ?

7:27 C'est pas très bien comment y aller.

7:29 Est-ce qu'en creusant cette voie, on peut trouver quelque chose d'intéressant ?

7:32 Comment croissent les galaxies au début de l'univers ?

7:34 Avec le James Webb, on commence à voir que c'est pas aussi clair qu'on le pensait.

7:38 Tout a l'air de se structurer très vite, plus vite que ce qu'on imaginait.

7:41 On fait pas craquer les modèles, mais on commence à tirer un peu dessus.

7:45 J'aime bien cette idée-là, d'aller chercher les petites imperfections

7:49 pour essayer d'en faire apparaître quelque chose de plus grand.

7:51 Je trouve que c'est assez beau.

7:52 Parce qu'évidemment, si on se dit, qu'est-ce qu'il y a avant le Big Bang, etc.,

7:54 c'est un peu évident qu'on va trouver quelque chose de nouveau.

7:57 Quand on va unifier la mécanique quantique et le modèle,

8:00 on va trouver forcément un modèle plus grand, plus large, qui explique mieux.

8:02 Mais c'est très difficile.

8:03 Et des fois, passer par ces petites voies détournées,

8:05 de voir les petites choses qui marchent pas,

8:06 c'est ça qui m'intéresse le plus aujourd'hui.

8:09 Jean-Philippe, je vous ai écouté dans une conférence récente à l'IAP,

8:13 vous disiez que c'était souvent les mêmes questions

8:16 qu'on vous posait sur votre travail,

8:18 et que la plupart de ces questions étaient précisément,

8:20 en limite, voire au-delà de ce modèle.

8:23 Vous dites, non sans espéglerie, mais c'est toujours les mêmes qu'on vous pose.

8:27 Mais moi, j'ai envie de vous dire,

8:28 c'est précisément parce que ce modèle est extrêmement puissant,

8:31 qu'il explique déjà beaucoup de choses.

8:33 Et donc, on se tourne vers lui quand il nous reste des questions,

8:36 quand il reste des choses qu'on ne comprend pas.

8:38 C'est légitime, non ?

8:38 Oui, c'est tout à fait légitime.

8:40 Et c'est aussi la preuve qu'il est en train de diffuser culturellement

8:43 dans notre environnement.

8:44 C'est-à-dire qu'en effet, il y a, on va dire, 20 ans, 30 ans,

8:48 il y avait peu de gens qui faisaient de la vulgarisation de l'astrophysique

8:51 et de la cosmologie.

8:52 Ça a commencé principalement en France avec Hubert Reeves.

8:55 Et puis, quand le James Webb vous fait une belle image,

8:58 quand vous avez cette bouée ou cette donut de lumière

9:02 qui est la preuve de la matière qui s'accrête sur un trou noir supermassif,

9:06 ça se propage sur Internet.

9:07 Et donc, les gens sont exposés à ce savoir-là.

9:09 Et donc, bien sûr, ils se questionnent.

9:11 Et je pense que c'est pour ça.

9:13 Avant le Big Bang, qu'est-ce qu'il y avait naturellement ?

9:15 Je veux dire, si je vous explique que c'est comme ça, il y a une limite.

9:18 Mais qu'y a-t-il après l'endroit où vous arrêtez de me donner des choses ?

9:22 C'est la question naturelle.

9:23 C'est un peu la question du petit enfant.

9:26 Et pourquoi ça ?

9:27 Et on lui donne une réponse.

9:28 Et pourquoi ça ?

9:28 Donc, le but, c'est toujours d'aller plus loin.

9:31 Il y a un philosophe allemand qui s'appelle Jonas Kohn.

9:33 Il a un très beau texte là-dessus.

9:34 Vous savez, le mot comprendre, c'est la même chose en allemand, ça se traduit bien.

9:37 Dans le mot comprendre, il y a le mot prendre, il y a le mot saisir.

9:40 Ce que je comprends, ce sont les limites de l'objet que je tiens dans ma main.

9:44 Et donc, il y a un moment où on est bloqué, en fait, presque ontologiquement,

9:47 parce que nous, on est dans l'univers, au milieu de l'univers, ici, aujourd'hui.

9:51 On ne peut pas sortir de l'univers pour le regarder,

9:53 pour avoir une vision globale de la nature.

9:55 On fait le mieux qu'on a avec toute la lumière

9:57 et toutes les particules qu'on récolte depuis ici sur Terre aujourd'hui.

10:01 Et puis, cette construction, elle est par essence imparfaite.

10:05 Et moi, je crois qu'elle sera toujours imparfaite.

10:06 Et c'est ça aussi une certaine beauté.

10:08 Et on fait le mieux que l'on a avec les outils intellectuels et technologiques

10:12 que l'on a à un moment donné de l'histoire.

10:13 Ce travail de débat continuel où les gens arrivent avec des nouvelles idées.

10:18 Mais en fait, on a ce modèle cosmologique comme langage commun

10:20 qui est la base de toutes ces discussions.

10:22 Et chacun va avoir son modèle de qu'est-ce qu'il y a avant le Big Bang,

10:25 de est-ce que l'univers est fini, est-ce qu'il est infini ?

10:27 Est-ce qu'il y a de la matière noire de tel type ou de tel type ?

10:30 Et chacun va essayer de pousser ses idées.

10:32 Chacun va arriver avec des arguments, des contre-arguments.

10:35 Et c'est dans cet exercice d'aller-retour, en fait,

10:38 que va émerger, en fait, peut-être l'état du modèle suivant,

10:42 la nouvelle version Big Bang 2.0.

10:44 Mais aujourd'hui, c'est toujours difficile de savoir, de dire

10:47 quelle va être dans ces spéculations,

10:49 quelle est celle qui va aboutir et qui va s'établir

10:51 et qui va être validée par l'expérience.

10:53 Et ça contredit un petit peu ces images où on a des génies qui arrivent

10:57 et qui ont une vision et qui vous disent la nature est comme ça,

10:59 un petit peu comme si c'était des prophètes.

11:02 Je trouve que cette façon d'écrire l'histoire des sciences,

11:04 c'est un petit peu daté.

11:07 Et en particulier sur les expériences de satellites

11:10 ou de grands observatoires,

11:12 les collaborations des centaines, voire des milliers de personnes,

11:15 on va dans quelques semaines avoir, je l'espère,

11:18 les résultats du satellite Euclide.

11:20 C'est presque 1000 personnes à travers le monde

11:22 qui travaillent pour que ces données puissent exister,

11:24 pour qu'elles puissent être interprétées.

11:26 Et cet engagement de milliers de scientifiques dont parle Jean-Philippe Usain,

11:29 on ne cesse de le répéter, c'est aussi beaucoup de créativité.

11:32 C'est aussi beaucoup d'ingéniosité, je sais que c'est vous Michel.

11:34 Beaucoup de créativité, beaucoup d'ingéniosité, beaucoup d'imagination.

11:37 La cosmologie, c'est un domaine qui a attiré beaucoup ces 30 dernières années

11:42 devant un peu les limites de la physique des particules,

11:45 qui était avant un peu le chemin privilégié des gens qui voulaient faire de la physique.

11:51 Et finalement, on est un peu arrivé dans des impasses.

11:54 C'est-à-dire qu'en fait, on ne faisait que confirmer ce que prévoyait la théorie.

11:59 C'était un chemin un peu balisé.

12:00 On pensait qu'on aurait des surprises.

12:01 Il n'y en a pas vraiment eu.

12:03 On est un peu aux limites des instruments.

12:04 Là, il faudrait repartir dans un nouvel accélérateur qui prendra des années

12:07 à être construit pour éventuellement défricher un nouveau terrain.

12:10 Et de l'autre côté, on avait la cosmologie où on découvrait l'expansion accélérée de l'univers.

12:15 Puis maintenant, on découvre qu'elle a peut-être évolué avec le temps.

12:18 Il y a cette question de la nature de l'énergie noire et de la matière noire.

12:22 Il y a ce mur.

12:24 Dans les premiers instants du Big Bang, la première seconde,

12:26 il y a beaucoup de choses qui ne sont encore pas tout à fait bien comprises.

12:29 Il y a pas mal de théories possibles.

12:30 Il y a un champ à investir qui est assez grand.

12:34 Il y a quelque chose de mystérieux.

12:36 On a envie de regarder.

12:37 C'est comme les hiéroglyphes.

12:39 D'un coup, il y a un parfum qui, je pense, attire l'esprit humain.

12:44 On est attiré par cette espèce d'espace inconnu,

12:47 cet terra incognita qui est là juste devant nous.

12:49 Et le fait que personne ne sache ce que c'est,

12:51 je pense que pour un jeune qui a 20 ans aujourd'hui,

12:53 se dire peut-être moi je vais trouver,

12:55 peut-être moi je vais apporter ma contribution à trouver ce que c'est,

12:58 c'est quand même super enthousiasmant.

13:00 C'est interdit de chercher.

13:01 100% de ceux qui le trouvent ont commencé à chercher.

13:05 C'est un peu comme un génie.

13:06 Vous savez, dans tous ces contes,

13:08 on a un génie qui fait vos trois souhaits ou qui répond à vos questions.

13:12 Si vous ne formulez pas votre question ou votre souhait de la façon la plus parfaite,

13:15 vous vous faites un peu avoir.

13:17 Et donc, la nature, c'est pareil.

13:18 C'est une sorte de génie qui répond de la façon la plus bête possible aux questions que vous lui posez.

13:22 Et ce sont les modèles qui nous apprennent à poser des questions à l'intelligence,

13:26 à construire des expériences qui vont exactement nous permettre

13:29 de trancher entre telle hypothèse ou telle hypothèse.

13:32 Vous avez expliqué un petit peu plus tôt que vous ne croyez pas vraiment

13:36 au récit du scientifique prophétique qui débarque et qui renverse la table, etc.

13:41 En tout cas, qu'il faudrait le raconter autrement.

13:43 Est-ce que ça signifie que ce modèle, il est voué à ne pas être renversé ?

13:47 Il est voué à évoluer, être amélioré ?

13:51 Il ne peut pas être renversé ce modèle actuel dont on parle depuis le début, l'AMDA-CDM ?

13:55 Quand vous arrivez avec votre nouveau modèle, c'est assez difficile.

13:57 La première chose que vous devez faire, c'est un, avoir une formulation mathématique qui est robuste.

14:02 Et deuxièmement, montrer que vous faites au moins aussi bien que l'ancien modèle.

14:05 C'est-à-dire que vous expliquez déjà dans votre nouveau cadre tout ce que l'ancien modèle expliquait.

14:10 Et puis ensuite dire, il y a des nouvelles choses.

14:11 On réjoue des problèmes, on a des nouvelles prédictions.

14:14 Donc ça, ça ne se fait pas en un jour.

14:15 Mais si ce modèle est séduisant dans le sens où il a un potentiel de découverte,

14:19 je suis sûr que ça va accréter des jeunes qui vont arriver et qui vont vouloir prendre le relais.

14:26 C'est ça la difficulté.

14:27 Un changement de modèle, on ne peut pas prédire la façon dont ça se passe.

14:31 Et je pense que dans l'histoire des sciences, on a eu un petit peu différentes versions

14:36 que si on prend le passage du géocentrisme à l'héliocentrisme.

14:40 Là, ça a pris un certain temps.

14:42 Même s'il y a eu Copernic, ça ne s'est pas fait du jour au lendemain.

14:44 Voilà, il a fallu que les gens se rendent compte que,

14:46 ah oui, ça explique que c'était beaucoup plus logique, et ainsi de suite,

14:48 d'aller jusqu'à Newton, et ainsi de suite,

14:50 pour que ça soit complètement admis et que les gens changent de vision.

14:54 Donc voilà, ça ne s'est pas fait instantanément,

14:55 même si on peut marquer un moment où quelqu'un formule bien cette nouvelle idée.

15:01 Quand c'est le cas de la mécanique quantique, c'est un ensemble de jalons,

15:05 parce qu'en fait, on n'est pas passé de la théorie classique à la quantique d'un seul coup.

15:08 Il y a eu des jalons, il y a eu des éléments,

15:10 il y a eu des sous-phénomènes qui ont été expliqués,

15:12 puis ensuite, ça s'est structuré.

15:14 Pour la Relativité Générale, là, ça a été beaucoup plus dans le récit traditionnel du grand génie,

15:18 parce que ça a été porté par une seule personne.

15:21 Et là aussi, voilà, 1919, Eddington dit,

15:24 ben ouais, Einstein a raison, il fait ce discours extraordinaire

15:28 à la Royal Society sous le portrait de Newton,

15:31 en disant que c'est la nouvelle théorie qui étend la théorie de Newton.

15:35 Pour autant, à l'époque, ils sont une poignée à être capables de travailler sur cette théorie,

15:39 parce que là aussi, un problème éducatif,

15:42 les bases mathématiques de cette théorie-là

15:44 n'étaient pas enseignées à tous les physiciens et astrophysiciens de l'époque,

15:48 et les phénomènes qui étaient prédits, à part cette déflection de la lumière,

15:51 étaient tous tellement faibles qu'ils n'avaient aucune incidence

15:55 sur l'astrophysique et sur la physique à la surface de la Terre.

15:58 Donc, la plupart des physiciens ne s'y sont pas intéressés.

16:01 Et donc, il y a eu cette annonce,

16:03 et puis ensuite, il y a eu un temps de latence.

16:05 Jean Eisenstein, qui était historien des sciences,

16:07 parlait de la relativité à l'étiage,

16:10 donc ces décennies pendant lesquelles la théorie est étudiée

16:13 par quelques théoriciens, mathématiciens,

16:16 avant qu'elle trouve son champ d'application,

16:17 et que là, elle part et elle explose.

16:20 Est-ce nécessaire, ça, pour que la science soit validée,

16:24 qu'elle soit validée par le grand public ?

16:26 Ce débat se passe d'abord dans le champ scientifique,

16:29 mais nécessairement, elle doit diffuser,

16:32 puisque la science que l'on fait,

16:34 si elle change notre façon de voir le monde,

16:36 c'est nécessaire qu'elle diffuse dans le grand public.

16:40 La communauté scientifique,

16:41 c'est une partie du grand public, entre guillemets.

16:45 Elle ne vit pas dans une bulle en dehors de la société.

16:48 Des fois, on a cette image-là un peu,

16:50 on interroge la science comme si la science était en dehors du champ.

16:54 Il n'en reste pas moins partie intégrante du monde.

16:59 Ils sont imprégnés d'idées, ils sont imprégnés des modes,

17:02 c'est des gens qui discutent entre eux,

17:04 il y a toute une sociologie de la science.

17:06 Et moi, ce qui aujourd'hui m'enthousiasme le plus peut-être,

17:10 c'est de voir d'où va venir le nouveau modèle cosmologique,

17:14 où est-ce qu'il va apparaître ?

17:15 Aujourd'hui, je parierais sur les mesures très fines

17:19 sur l'expansion de l'univers et leur variation,

17:23 parce que je pense que de là,

17:24 si vous voulez, le modèle d'Anders Zedem,

17:25 il explique très bien les choses numériquement, mathématiquement,

17:29 mais en mettant des choses un peu sorties du chapeau.

17:32 Hop, on met un truc là, c'est la matière noire,

17:34 on ne sait pas ce que c'est, on lui donne des propriétés.

17:37 L'énergie noire, on la met là,

17:39 c'est un paramètre dans le modèle et ça fonctionne bien.

17:41 À partir du moment où le paramètre devient quelque chose qui varie avec le temps,

17:44 je pense que ça va nourrir une certaine forme d'inventivité dans la communauté des chercheurs.

17:50 Juste pour préciser, vous disiez le fait que ça évolue avec le temps.

17:52 Est-ce que vous pouvez préciser ?

17:54 Ce sont les découvertes récentes qui nous incitent à penser ?

17:56 Il y a des indices que ce paramètre lambda n'est pas une constante

18:02 et qu'il a varié dans le passé et qu'il y a eu un ralentissement.

18:07 Et ça, c'est juste les données qui le disent.

18:08 Il n'y a rien théoriquement qui le prédisait.

18:12 Donc, c'est une vraie surprise expérimentale qui sera peut-être confirmée à terme.

18:17 Alors, pas dans les semaines qui viennent par Euclide,

18:19 mais à terme, quand Euclide aura fini son travail,

18:22 il va falloir penser comment cette chose-là peut varier avec le temps.

18:25 Et d'un coup, je pense que ça va faire fleurir tout un tas de théories.

18:30 Mais là où j'en suis plus dans, c'est que c'est vraiment les observations

18:33 qui vont être le juge de paix.

18:36 Et aujourd'hui, on en a beaucoup de projets.

18:39 Il y a Euclide, il y a l'ESST, il y a les zones gravitationnelles avec l'ISA

18:44 qui va nous apporter des données.

18:47 Il faudra faire fonctionner ça avec Planck,

18:49 c'est-à-dire l'analyse du fond diffus cosmologique,

18:50 qui est aussi quelque chose de très important.

18:51 Il va falloir que toutes ces briques-là marchent dans le même modèle.

18:55 Et autant les théoriciens peuvent produire des théories un peu très facilement.

18:59 Il y a beaucoup de théories,

19:00 mais une théorie qui arrive à expliquer tout de manière cohérente

19:02 et qui arrive à faire une prédiction qui soit vérifiée,

19:05 ce ne sera peut-être pas évident.

19:06 Donc, ce n'est peut-être pas quelqu'un qui va arriver en disant

19:08 « moi, je vais renverser la table ».

19:09 Ce sera peut-être plutôt mille personnes qui vont arriver en proposant quelque chose

19:12 et les données expérimentales qui vont dire « c'est lui qui a raison ».

19:15 Et je pense qu'on saurait même faire quelque chose qui aura cette forme-là, à mon avis.

19:20 Jean-Philippe Huzon, on peut s'attendre,

19:22 mettons dans les deux décennies qui viennent, peut-être trois,

19:25 à des évolutions significatives ?

19:28 Moi, j'espère, parce que dans trois décennies, je serai à la retraite,

19:31 c'est moi qui irai aux conférences de vulgarisation et j'ai envie d'avoir des surprises.

19:36 Non, je pense qu'on met tout en œuvre pour qu'il y ait cette évolution.

19:39 Je pense que le satellite Euclide va vraiment nous apprendre des choses fondamentales.

19:43 En cartographiant l'univers.

19:44 Voilà, donc pour revenir juste en quelques mots sur cette histoire d'énergie sombre.

19:47 Donc, on a compris à la fin des années 90, début des années 2000,

19:53 que l'expansion de l'univers,

19:55 on savait que depuis les années 1920-1929, l'espace se dilate au cours du temps.

20:00 Donc ça, c'est devenu un fait observationnel qui a été confirmé par un nombre d'observations.

20:07 C'est quelque chose qui est complètement établi.

20:09 Et en mesurant le taux d'expansion en fonction du temps,

20:11 on s'est rendu compte que dans l'univers récent,

20:13 donc dans les derniers milliards d'années,

20:14 l'expansion, au lieu de se ralentir, s'accélérait.

20:18 Et ça, si on croit la théorie de la relativité générale,

20:22 qui est notre théorie de la gravitation,

20:24 ça voulait dire que la matière qui est à la source de cette expansion accélérée

20:28 devait avoir la propriété d'avoir une pression qui était négative.

20:32 Alors ça, dans la nature, des objets qui ont une pression négative,

20:34 on n'en connaît pas beaucoup.

20:36 Et on s'est rendu compte que, toujours d'un point de vue théorique,

20:40 il y avait une constante dans la théorie de la relativité générale

20:42 qu'on appelle la constante cosmologique, qui avait un statut un peu bizarre.

20:46 On la mettait parce que pour avoir la théorie la plus générale possible,

20:50 il fallait la prendre en compte.

20:51 Et comme on dit en physique théorique, tout ce qui n'est pas interdit est obligatoire,

20:54 donc on la met, on la mesure, il fallait savoir est-ce qu'elle est nulle ou est-ce qu'elle est non nulle.

20:59 Et en fait, on a réussi à la mesurer, à montrer qu'elle était non nulle,

21:03 et c'est ce qu'on appelle la constante cosmologique, le fameux lambda du lambda CDM.

21:07 Donc ça, c'est la première étape.

21:09 Et puis, d'un autre côté, il y avait les physiciens qui travaillaient.

21:11 On a commencé à comprendre que le vide avait une énergie.

21:15 Et là, dans nos théories, on peut faire une estimation de l'énergie du vide.

21:18 Et cette énergie du vide, en fait, elle a la propriété d'avoir une pression négative

21:23 qui est exactement égale à l'opposé de sa densité d'énergie.

21:26 Et donc, dans ce cadre-là, elle agit comme une constante.

21:28 Et en fait, la constante cosmologique pouvait être, on va dire,

21:32 la manifestation au geyssel cosmologique de l'énergie du vide qu'on a au niveau microscopique.

21:37 Le problème, c'est que les deux chiffres que l'on obtient,

21:40 ils ont un désaccord de 120 ordres de grandeur.

21:45 Donc, ça voulait dire qu'il y avait, entre la description macroscopique

21:49 et l'observation de notre univers et notre compréhension microscopique du monde,

21:53 eh bien, 10 avec 120 zéros sur le même nombre qui était prévu.

21:58 Donc, une incompatibilité entre l'infiniment grand et l'infiniment petit.

22:01 Et donc là, ça a attiré toutes les communautés

22:04 parce qu'on avait peut-être une clé pour ce lien entre gravitation et cosmologie.

22:09 Et puis, la question était de savoir est-ce que cette énergie-là,

22:12 elle est vraiment constante ?

22:13 Est-ce que la constante cosmologique est vraiment constante ?

22:16 Et là, dans les années, début des années 2000,

22:18 quand on a commencé à avoir ces preuves expérimentales de l'accélération de l'univers,

22:21 les gens ont commencé à faire des modèles, dire ben voilà,

22:24 je peux avoir des types de matières qui vont évoluer au cours du temps,

22:29 qui vont se comporter comme la constante cosmologique puis ensuite vont varier.

22:32 On a utilisé les mots de quintessence et ainsi de suite.

22:35 Il y a eu aujourd'hui des modèles comme ça.

22:36 Il y en a des dizaines qu'on est capable de construire.

22:40 Et ces modèles-là vont avoir une...

22:43 Cette relation entre pression et densité va évoluer au cours du temps.

22:47 Et c'est vrai qu'il y a quelques mois, maintenant presque un an,

22:52 les observations d'Akhenajeev et des instruments des îles

22:55 auraient prétendu avoir la preuve, l'indication,

22:57 que la densité d'énergie du vide, la constante cosmologique,

23:00 ne serait pas constante, évoluerait avec le temps.

23:03 Alors ça, c'est hyper intéressant parce que, un,

23:05 ça mettrait en défaut complètement le lambda du lambda CDM,

23:08 ça ne serait plus une constante.

23:10 Et quelque chose qui varie, quelque chose qui a une dynamique,

23:12 ça veut dire qu'il y a une physique derrière.

23:14 Donc si on est capable d'aller creuser cette dynamique,

23:17 éventuellement, on va tirer le fil et dire parmi toutes les théories

23:20 quelles sont celles qui sont compatibles avec ces observations.

23:24 Et puis d'aller commencer à creuser, voir ce qui est exclu,

23:28 voir ce qui est favorisé, tout en sachant qu'aujourd'hui,

23:32 le débat est quand même là autour de ces observations.

23:35 Tout le monde n'est pas convaincu par ces observations

23:36 et la façon dont elles sont analysées.

23:39 Et tout le monde n'est pas convaincu, en fait,

23:40 qu'il y a cette équation d'état qui varie.

23:44 Et ce qui est même intéressant, c'est qu'elle prend une valeur.

23:46 Alors là, ça devient un peu technique,

23:47 mais en gros, il y a un chiffre qui est moins...

23:49 C'est-à-dire que si la pression, c'est moins la densité,

23:51 c'est moins 1 fois la densité.

23:53 Et donc le paramètre qui est la pression divisé par la densité,

23:56 qui vaut donc moins 1, c'est ce qu'on appelle l'équation d'état.

23:59 Et Desi a l'impression de dire que c'est plus négatif que moins 1.

24:04 Et ça, ça pose des problèmes,

24:05 parce que dans le cadre de la relativité générale,

24:07 ça veut dire que certains théorèmes, en fait,

24:09 sur des conditions d'énergie sont violés.

24:12 Dans les années 2000, quand on a eu ces premières observations,

24:15 qu'on se posait la question de savoir

24:16 quelle pourrait être la valeur de cette équation d'état.

24:18 Avec deux de mes étudiants, on avait fait un travail montrant

24:22 que si ça descend en dessous de moins 1,

24:24 fort probablement, c'est aussi le signe

24:26 qu'il doit y avoir une violation de la relativité générale,

24:30 que la théorie de la gravitation

24:31 ne peut pas être exactement à la relativité générale,

24:34 et qu'en fait, on doit avoir des signatures

24:35 dans notre système solaire.

24:37 Et ça, aujourd'hui, les données de Desi

24:39 ne sont pas compatibles avec le fait

24:41 qu'on teste la relativité générale

24:43 avec une très très grande précision

24:44 dans notre système solaire.

24:46 Donc voilà, on a ces deux volets et c'est hyper intéressant

24:50 parce que si on confirme Desi,

24:52 on va pouvoir dire dans tel cadre théorique, c'est cohérent,

24:55 mais alors vous devez voir telle signature

24:56 à tel niveau dans le système solaire

24:58 ou dans d'autres types d'observations,

25:00 et là, on va les croiser.

25:02 Je pense qu'il n'y aura pas de changement

25:04 tant que des observations indépendantes

25:06 sur des systèmes physiques indépendantes,

25:07 que ce soit le fond diffus cosmologique,

25:09 les effets de l'antigravitationnel par Euclide

25:11 ou dans le système solaire,

25:12 prédisent le fait que cette énergie sombre

25:16 varie avec le temps.

25:17 Vous voyez, c'est une indication,

25:19 mais pour l'instant, elle est loin de convaincre

25:20 déjà la communauté des cosmologistes,

25:22 et puis après, il faut toujours se placer

25:24 à une échelle plus grande pour que ça change vraiment.

25:27 Il va falloir aussi aller convaincre nos collègues

25:30 qui sont astrophysiciens des planètes et des étoiles,

25:34 les physiciens de la mécanique antique,

25:35 de l'état solide, en fait.

25:37 Regardez, on a trouvé un nouveau type de matière

25:38 qui est comme ça, qui est assez exotique.

25:40 Ça ne se fait pas comme ça,

25:41 c'est-à-dire qu'il va falloir construire

25:43 un cas scientifique avec des arguments très forts

25:46 pour prouver qu'en fait, si découverte il y a,

25:48 parce qu'elle sera importante,

25:49 je veux dire, de dire que 70% de la matière

25:53 dans l'univers, c'est cette forme de choses

25:55 que vous n'avez jamais vue en laboratoire,

25:57 déjà de convaincre tous nos collègues scientifiques

25:59 va demander beaucoup de travail.

26:01 Ce n'est pas simplement avec un best-fit

26:02 sur un type d'observation,

26:04 sachant qu'on a aussi des biais d'observationnels.

26:06 Est-ce qu'on comprend bien nos observations ?

26:08 Est-ce qu'il n'y a pas des biais observationnels

26:10 ou expérimentaux que l'on ne comprend pas ?

26:12 Parce que c'est quand même des systèmes

26:13 qui sont un petit peu complexes.

26:15 Donc il va y avoir tout un travail

26:16 et je crois que là, Daisy,

26:18 c'est la première fois qu'on a une indication

26:20 et qui nous dit voilà, on rentre dans ce travail-là.

26:22 Si Euclide a des indications

26:23 qui vont dans la même direction,

26:25 ça va être très encourageant

26:26 et là, il va falloir construire à partir de ça

26:28 pour dire voilà les preuves,

26:30 voilà les indications,

26:31 pas simplement on a un best-fit qui indique que,

26:34 parce que ça, c'est l'indication,

26:35 c'est le fil qu'on va commencer à tirer,

26:37 mais c'est loin d'être la preuve

26:38 et c'est pour ça que la communauté est encore,

26:40 voilà, hésitante.

26:42 Il peut y avoir un bug dans un code,

26:44 il peut y avoir une barre d'erreur

26:45 qui est mal estimée pour telle ou telle raison.

26:47 Donc tout ça est tellement complexe,

26:49 tellement imbriqué

26:50 qu'il faut que ça décante.

26:52 Donc la collaboration fait son annonce,

26:55 elle en tire le crédit,

26:56 elle en tire la visibilité,

26:58 ça fait parler,

26:58 ça excite tout le monde dans les conférences

27:00 et ensuite, comme c'est important,

27:02 tout le monde va regarder

27:04 et il faut se rendre compte

27:06 qu'avec les données massives,

27:08 on utilise aujourd'hui l'outil numérique

27:10 pour faire ses analyses de données,

27:11 de plus en plus des outils d'intelligence artificielle.

27:13 Tout ça, ce sont des codes,

27:15 mais pas des codes de dix lignes,

27:16 des codes des fois de millions de lignes.

27:18 Il peut y avoir une petite erreur à un endroit,

27:20 il peut y avoir tel cas, tel cas.

27:22 Et donc tout ça doit être vérifié avec un grand soin

27:25 et ça, ça ne peut se faire que de façon communautaire.

27:27 Les mêmes données sont analysées

27:28 avec différents codes

27:29 développés par différentes personnes

27:31 en différents formalismes

27:32 pour voir si on obtient le même résultat.

27:34 Donc vous voyez, tout ça,

27:34 toute cette redondance de travail

27:36 fait qu'à la fin,

27:37 on peut affirmer et dire

27:38 oui, ça tient, c'est robuste.

27:41 Mais là, on est loin de ça aujourd'hui,

27:43 mais on est dans cette partie excitante

27:45 où ça excite notre créativité.

27:49 Merci beaucoup.

27:50 Merci à vous.

27:51 Usange appelle la sortie de votre livre

27:54 « L'univers incompris »

27:55 avec l'astrophysicien Sébastien Carasso.

27:58 À la semaine prochaine

27:59 pour un prochain numéro de Planétarium.

Le modèle du Big Bang est-il dépassé ？ Jean-Philippe Uzan répond

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