Une brève histoire du temps : du Big Bang aux trous noirs

Qui ne connaît pas Stephen Hawking ? Il passe pour être l'un des plus grands théoriciens de la physique depuis Einstein. Son livre de vulgarisation le plus connu "Une brève histoire du temps : du Big Bang aux trous noirs", sorti en 1989, a été lu par 399 lecteurs de Babelio, ce qui constitue un record pour un ouvrage de cette catégorie. A titre de comparaison, "La Relativité", le célèbre exposé signé d'Albert Einstein lui-même, n'est connu que de 49 lecteurs et "Comment je vois le monde", du même Einstein, son best-seller, n'a été lu que par 146 lecteurs.

A la lecture de cet ouvrage, je me suis posé la question suivante : Comment reconnaît-on de la bonne vulgarisation scientifique ? Avant tout, l'exposé doit être clair et intelligible, à la portée de tous. Mais simultanément, l'ouvrage doit aussi apporter une perspective innovante, un éclairage original, sur un sujet donné, il ne doit pas se contenter d'enfoncer des portes ouvertes, il ne doit pas être trop « scolaire ». L'auteur doit trouver le juste équilibre entre le trop pointu, accessible aux seuls spécialistes, et le trop connu, qui ne vulgarise rien. Ce point d'équilibre est subjectif, car il varie selon la maturité du lecteur dans le domaine considéré. C'est donc au lecteur, in fine, de choisir parmi les vulgarisateurs celui qui lui conviendra le mieux, au besoin après en avoir testé plusieurs.

Au risque de fâcher les aficionados, je trouve que les livres de Stephen Hawking – que j'ai pu parcourir en diagonale dans les librairies – souffrent d'au moins quatre inconvénients récurrents. "Une brève histoire du temps", que j'ai fini par acheter, pour ne pas mourir idiot, et pour pouvoir publier au moins une critique portant sur un livre de ce célèbre auteur, ne fait pas exception à la règle.
Je tiens à préciser que l'appréciation de ces inconvénients est éminemment subjective, et les défauts que je signale peuvent ne pas être considérés comme tels par un autre lecteur. Parlons alors plutôt de tics d'écriture, d'obsessions, de choix éditoriaux, qui peuvent provoquer, en tout cas chez moi, plus qu'une contrariété : de l'irritation, voire une certaine allergie.

1. Inconvénient numéro un : Les livres de Stephen Hawking embrassent trop et étreignent mal. Stephen Hawking donne l'impression de survoler ses sujets. Il n'est assurément pas le seul auteur qui ratisse large, de l'infiniment petit à l'infiniment grand, mais compte tenu du petit nombre de pages de ses ouvrages, les sujets abordés ne peuvent être véritablement creusés. Pire, on n'apprend pas grand-chose à la lecture de ces essais, qui tous, peu ou prou, racontent toujours la même histoire. Certes, Hubert Reeves et Trinh Xuan Thuan font la même chose, mais leur prose, nettement plus poétique, laisse au moins passer un enthousiasme et un émerveillement intacts. le chapitre sur les trous noirs – passage obligé des ouvrages de Hawking, compte tenu de sa spécialité – m'a même semblé confus, à force de vouloir trop simplifier, édulcorer ou évacuer toute allusion un peu technique. On en apprendra plus sur les trous noirs en lisant Leonard Susskind ("Trous noirs : La guerre des savants"), Kip S. Thorne ("Trous noirs et distorsions du temps") ou Jean-Pierre Luminet ("Les trous noirs").

2. Inconvénient numéro deux : Des schémas et des illustrations plus symboliques que didactiques. Les illustrations choisies par Stephen Hawking n'inspirent pas grand-chose, elles semblent être mises là pour faire joli et non pour favoriser la compréhension ou éclairer les raisonnements. Ceci se vérifie particulièrement dans d'autres ouvrages, dont le remake de celui-ci ("Une belle histoire du temps", publié en 2005), pour lequel les illustrations ont visiblement été sélectionnées en fonction de leur potentiel esthétique. Dans le présent essai, les schémas sont plus conformes à ce que l'on attend d'un ouvrage scientifique, mais on a quand même droit au dessin de l'estomac d'un chien qui digère un os en deux dimensions. Hawking fait pire dans le remake de 2005, il se met lui-même en scène de façon ridicule sur de jolies photos en couleur : il entre en lévitation pour démontrer que notre espace possède trois dimensions, il s'affiche avec une pin-up pour illustrer l'attraction des corps !

3. Ce qui nous amène tout naturellement à l'inconvénient numéro trois : La « pipolisation » et le culte de la personnalité, se traduisant par une mise en avant de l'auteur qui ne s'efface jamais derrière son discours, s'expose sur ses photos, raconte sa vie privée au détour d'une phrase. Citation : « Si les trous noirs existent, Kip me devra une année de Penthouse ».

4. Last but not least, terminons par l'inconvénient numéro quatre : La confrontation permanente du discours scientifique avec les desseins de Dieu, comme s'il fallait nécessairement mettre la science et la religion en concurrence. Que vient faire Dieu ici ? Les ouvrages scientifiques qui convoquent Dieu à tout bout de champ dans leurs raisonnements – que se soit pour se mesurer à lui ou pour prouver/invalider son existence – m'horripilent. Au cours des siècles passés, depuis Galilée, la science et la religion n'ont jamais fait bon ménage. L'une ne peut rien attendre de l'autre, et réciproquement. Quand on évoque le Big bang, il est tentant pour certains de voir derrière le concept une théorie scientifique du « fiat lux ». Quand on mesure la précision des variables cosmologiques qui ont conduit à l'apparition de la vie sur Terre, il est tentant de discerner un « grand dessein » et un principe anthropique. Mais Hawking n'est ni un frère Bogdanov, ni Trinh Xuan Thuan, et ne tombe dans aucun de ces pièges. Sa position actuelle serait plutôt de dire qu'une horloge aussi bien réglée et autoentretenue que l'Univers n'a pas besoin d'un divin horloger. de même, le mathématicien Pierre-Simon de Laplace, fervent défenseur du déterminisme au XVIIIe siècle, annonça-t-il à Bonaparte qu'il n'avait pas besoin de l'hypothèse de Dieu. Dans leur dernier livre ("La fin du hasard"), les frères Bogdanov remettent au goût du jour le déterminisme et parviennent à la conclusion exactement inverse (comme quoi on peut dire tout et son contraire à partir des mêmes constats). Je crains que l'on n'ait pas fini de voir traîner les allusions à Dieu dans les ouvrages scientifiques. Curieusement, Hawking suggère « la pensée de Dieu » dans cet essai de 1989 mais remettra en cause son existence dans son essai de 2010 ("Y a-t-il un grand architecte dans l'univers ? "), en créant au passage une polémique. Reconversion ? Simple manoeuvre marketing ? Quoiqu'il en soit, Hawking empiète sur le domaine des croyances et de la religion. Invoquer Dieu ou ses divines intentions dans un essai scientifique me semble être une faute de goût ou un aveu de faiblesse.

Je ne nie aucunement l'idée que les ouvrages d'Hawking conviennent parfaitement aux néophytes. Comme je le disais au début de cette chronique, c'est au lecteur de choisir parmi les vulgarisateurs celui qui lui conviendra le mieux, au besoin après en avoir testé plusieurs. J'ai testé et j'ai choisi.

Ce livre est paru pour la première fois en 1988, il s'est vendu à plus de 10 millions d'exemplaires. Il est écrit par Stephen Hawking, un physicien théoricien et cosmologiste britannique. Il s'agit d'un ouvrage de vulgarisation scientifique, traitant, comme son titre l'indique, de la conception de l'univers, du Big Bang aux trous noirs. Il est structuré en 10 chapitres.

Chapitre 1 : notre vision de l'univers - Hawking expose brièvement comment les théories d'Aristote, Galilée, Newton, et Edwin Hubble ont façonné la représentation que l'être humain se fait de l'univers. Chapitre 2 : l'espace et le temps - Il s'agit d'exposer brièvement la relation unissant l'espace et le temps, théorisée par Albert Einstein. Chapitre 3 : l'univers en expansion - L'effet Doppler, les observations d'Edwin Hubble et les relevés effectués avec un détecteur ultrasensibles d'ondes centimétriques par Arno Penzias et Robert Wilson permettent d'établir et de vérifier la théorie d'un univers en expansion.

Chapitre 4 : le principe d'incertitude - En 1900, Max Planck émet l'hypothèse d'émission discrète de quantités d'énergie qu'il appelle quanta. En 1926, Werner Heisenberg formule son principe d'incertitude. C'est la naissance de la mécanique quantique. Chapitre 5 : particules élémentaires et forces de la nature - L'ouvrage entre dans le dur : les quarks, leurs saveurs, leurs spins.

Dans les 5 derniers chapitres, Stephen Hawking vulgarise plusieurs des champs sur lesquels il a directement travaillé : chapitre 6 - les trous noirs, chapitre 7 - des trous pas si noirs que ça, chapitre 8 - origine et destin de l'univers, chapitre 9 - la flèche du temps, chapitre 10 - l'unification de la physique.

À l'évidence cet ouvrage ne se lit pas comme un roman. Il exige du temps de cerveau disponible de la part du lecteur, de relire parfois un ou plusieurs paragraphes à 2 ou 3 reprises et de retenir des concepts d'un chapitre à l'autre. Il demande aussi un niveau minimum de culture scientifique pour pouvoir comprendre le langage de Stephen Hawking, une terminale scientifique de bon niveau ou 1 année d'études scientifiques après le baccalauréat. Par exemple, le lecteur doit déjà avoir une idée un peu précise de ce qu'est une onde dans le contexte des sciences physiques, pour pouvoir appréhender le concept de dualité onde/particule.

Il s'agit bien d'un ouvrage de vulgarisation d'une clarté impressionnante. Il faut avoir à l'esprit qu'il a été écrit par un des grands scientifiques du vingtième siècle manipulant et concevant des concepts d'une rare complexité. C'est tout à son honneur d'avoir exprimé en un langage le plus courant possible des théories telles que celles relatives aux antiparticules ou au temps complexe. Sur les conseils de son éditeur, il s'est limité à une seule formule, déjà connue du grand public (E = mc2). En fonction du bagage scientifique du lecteur, celui-ci pourra trouver l'ouvrage un peu léger ou pas assez démonstratif, ou à l'opposé trop conceptuel et difficile d'accès.

Sous réserve d'être motivé et concentré, intéressé par ces questions (l'expansion de l'univers, qu'y a-t-il au delà de l'univers ?, le temps a-t-il eu un début ?), le lecteur bénéficiera d'un point de vue particulier (qui ne se prétend pas universel, il s'agit bien de celui d'Hawking) sur l'évolution de la représentation de l'univers par le monde scientifique. À ce titre, les 3 premiers chapitres sont remarquables pour leur concision et leur capacité à montrer en quoi Aristote, Newton et Einstein ont chacun à leur tour bouleversé la compréhension que l'individu peut avoir du monde qui l'entoure. Hawking se montre un vulgarisateur perspicace, sachant prendre un exemple concret illustrant la révolution constituée par chacune des théories successives.

Hawking se montre tout aussi habile pour mettre en évidence le mode d'approche différent que représente la physique quantique, le paradoxe de la dualité onde/particule (pour les néophytes, prévoir de s'y reprendre à plusieurs reprises pour assimiler les conséquences de l'expérience des fentes d'Young), et la spécificité de la force d'attraction dans le contexte de la physique.

La suite peut ressembler dans certains passages à de la science-fiction échevelée, en particulier pour les singularités (Big Bang et trous noirs). Les concepts physiques se font plus ardus, plus complexes et plus théoriques. Hawking essaye de ne perdre personne en illustrant ses propos, et en insérant des observations sur le but de la physique, les conséquences de ces théories sur la philosophie, et sur leur compatibilité avec une religion. D'un côté, le lecteur peut se rendre compte de ce que recouvre le concept d'espace-temps d'un point de vue scientifique, de ce qu'est un trou noir, etc. de l'autre, Hawking fait apparaître en quoi ces théories scientifiques participent d'une conception de la réalité, en quoi vouloir décrire (et d'une certaine manière prédire) la réalité relève d'une conviction existentielle (la nature obéit à des lois qu'il est possible d'établir).

Ce livre comprend un encart central de 16 pages de schémas (en noir & blanc) auquel le texte se réfère, 7 pages de glossaire, 7 pages d'index. Il constitue une photographie des connaissances de Stephen Hawking en 1988. Depuis, ce scientifique a écrit 2 autres ouvrages qui sont venus développer, compléter ou mettre à jour une partie de ces théories : L'Univers dans une coquille de noix (2001) et Une belle histoire du temps (2005).

Au fil de ces 10 chapitres, Stephen Hawking se lance dans un ouvrage de vulgarisation de théories physiques complexes et compliquées, en évitant tout langage mathématique et tout jargon de scientifique. le lecteur curieux et motivé bénéficiera d'une mise en perspective rapide de l'évolution des conceptions de l'univers, d'une présentation des grandes théories (gravitation, relativité, quantas, singularités), permettant d'appréhender la réalité physique de phénomènes tels que l'espace-temps ou les trous noirs.

De la vulgarisation très solide et agréable à lire .

La plupart des thématiques de l'astrophysique sont abordées et l'auteur rédige un texte à la portée de tous ceux qui sont disposés à faire un petit effort .
Il aborde entre autres ( ce qui n'est pas si courant en vulgarisation ) : la question des limites de l'univers .
Par ailleurs :
Le principe anthropique.
La question du destin ultime de l'univers .
et enfin : les aspects qui concernent la question des apports de la physique quantique à l'astrophysique.

Comme dans beaucoup d'ouvrages pour le grand public : il y a de longs développement sur l'histoire des sciences qui ne sont pas indispensables , pour moi c'est un sujet à part sauf cas particulier , et ce ne devrait pas faire l'objet de longs développements de manière aussi systématique .
Cependant sont à signaler : trois petits exposés très bien faits sur trois personnages centraux de l'histoire de l'astrophysique et sur leurs participations et leurs impacts dans et sur leur temps , sur leur époque .

Sinon un détail : l'auteur réfléchit à la question de dieu et de la religion et là il n'est pas au top ( ni en théologie , ni en sociologie des religions )..
Evidemment , ce ne gênera pas ceux pour qui la messe est dite ( sourires ).
Ces passages occupent un peu trop de place dans ce petit bouquin et l'auteur n'est pas très callé et ce n'est pas très intéressant ...

Sinon pour ce qui est de la question du Big Bang , il semble qu'une révolution scientifique sérieuse soit à l'oeuvre car il semblerait qu'il ne soit pas impossible que : l'univers existe depuis toujours .
Voilà pour la petite ouverture en conclusion mais cet axe de recherche reste pour le moment au stade des revues spécialisées .

Une brève histoire du temps qui compte 13 milliards d'années tout de même, des chiffres à vous faire tourner la tête, Hawking cherchera il me semble une partie de sa vie à prouver l'existence des trous noir, à unifier la physique quantique à la relativité générale, quelle drôle d'affaire… Il fait partie des ces génies de la science, ils ne sont pas nombreux à pouvoir comprendre, à pouvoir imaginer les théories du tout, à définir les règles fondamentales de l'univers, pourtant ils cherchent, ils calculent, ils sont fous…

Du coup je m'avancerai à dire sans trop me mouiller l'excitation que c'est l'un des pionniers de la vulgarisation scientifique, ce qui implique qu'il y en a d'autres hein, mais à ce jour ce n'est plus le meilleur dans ce domaine bien que son bouquin soit quand même accessible au commun des biens nés, les autres cherchent à bouffer, ou à survivre, enfin je sais pas trop, bref ils ont pas accès à la connaissance, ils en sont encore à l'eau … Parfois on s'y perd un chouilla dans les chiffres, dans la démesure des espaces et des dimensions, dans les nombreuses théories qui demandent déjà quelques notions d'un peu de tout ce que je n'ai pas, ou peu, ou pas assez … bref c'est au-delà de notre compréhension, quand je dis « notre », je ne vous pointe pas du doigt, mais dans ce genre de lectures : seules les équations sont bavardes… et pas très bandantes pour un romantique aux doigtés certain comme moi, n'y voyez aucune prétention hasardeuse, qui ferait de moi un fantasme présomptueux aux pieds d'estaux, la médiocrité est une valeur sure et parfaitement ordinaire qui me sied à merveille…

Au début du siècle combien de personnes pouvaient prétendre comprendre les théories D'Einstein sur la relativité, aujourd'hui grâce à ces vulgarisateurs nous pouvons briller en société parmi les étoiles dont tout le monde se branle soyez en certain… En fait il est rare de trouver des gens intéressés par ces questions existentielles, il n'y a pas vraiment d'intérêt particulier à bégayer des connaissances dans ce domaine… Pourtant si, c'est bon d'apprendre les choses, d'en comprendre les contours, parce que ça mène à plein de trucs qui débouchent sur pleins d'autres trucs, du coup c'est vachement intéressant … enfin je crois que ça l'est, mais peut-être je perds mon temps, allez comprendre…

Mais rien à foutre moi aussi je sais te faire des équations où se discutent les gouts pour atteindre l'éternel orgasme d'une jouissance à la relativité furtive qui entre deux perles de sueurs s'extasient de rire pour s'éterniser dans l'instant présent d'un passé révolu.

.G = 00===D / (.)(.) + (:) + ( ).( )

A plus les copains.

Hum... J'ai pris ce livre en hommage à un des cerveaux contemporains les plus brillants qui vient de partir. ( Lui qui doutait, de là haut, il sait maintenant que Dieu existe ). Mais c'est quand même un des trois livres les plus durs que j'ai lus. Mais bon, c'est très intéressant.
L'auteur fait d'abord un historique de la cosmologie. Avec Aristote, c'est l'espace absolu et le temps absolu. Galilée adopte le modèle héliocentré de Copernic, mais prend ses précautions face à l'église catholique. Et il dit, en 1609 : "Pourtant elle tourne" ! En 1687, Newton expose la loi de la gravitation. En 1865, Maxwell découvre les ondes. En 1915, Einstein expose la théorie de la relativité générale sur les quatre dimensions ( 3 de l'espace et une du temps ) et crée l'espace-temps courbe. Là je décolle... Heureusement que l'humour est là !
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Imaginez le bel équilibre de l'univers, de millions de galaxies, de notre galaxie : si la Terre entamait une sirale vers le soleil, nous serions carbonisés. Si au contraire, il y avait expansion dans notre galaxie, nous gèlerions !
Quel est ce fantastique Horloger qui permet ce bel équilibre ? Je me sens tout petit.

En 1923, Hubble parle du Big Bang. En 1929, grâce aux couleurs, il découvre que l'univers est en expansion....
On continue longtemps comme cela, c'est intéressant, mais je suis obligé de survoler quelques passages incompréhensibles pour moi.
Le rêve de l'auteur est d'unir les deux grandes théories physiques actuelles, la mécanique quantique, qui, avec et sans microscopes analyse l'infiniment petit, les ondes, les atomes, les quantas, etc... et la théorie de la relativité générale qui, avec ou sans télescopes, analyse l'infiniment grand, les galaxies et l'univers. La réunion des deux théories permettrait de découvrir les secrets de l'univers, et tutoyer Dieu ! Hum...
Quelques trucs sont intéressants.
Par exemple, actuellement, il y a quatre forces : la gravitation de Newton, l'électromagnétique, la radioactivité et le nucléaire. Une théorie globale, la GUT, "global univers theory", englobe trois des quatre forces ...
Avant de continuer là dessus, Hawking passe aux trous noirs, son dada. Les étoiles sont un peu les femmes de Stephen Hawking, il en parle avec amour.
En 1969, Wheeler constate l'effondrement (compression ) de certaines étoiles qui deviennent des trous noirs. Alors Hawking gamberge sur une flèche-temps négative ou imaginaire qui, lors d'une compression, ferait défiler le temps à l'envers. Et c'est là qu'il part dans la science fiction : connaître un résultat avant de parier, mourir avant de naître...
L'astronaute plonge dans un trou noir : il va pouvoir savoir où va la boule de la roulette avant de parier, tout miser dessus, mais après il sera déchiqueté, et n'aura pas le temps de placer ses gains !

Puis l'auteur revient sur le Big Bang.
Et là, il y a un truc pas mal.
La théorie classique des particules expose qu'il y eût le Big Bang (expansion de l'univers compressé il y a 10 milliards d'années ) très chaud, avec émission d'hydrogène et d'hélium. Puis il y eût naissance de milliers de galaxies, de supernova, et création de notre galaxie il y a 5 milliards d'années avec le soleil, la Terre avec de l'hydrogène soufré, etc... La température baisse, il y a création du vivant sur Terre car la vie primitive fournit de l'oxygène, ceci il y a deux milliards d'années.... Puis aura lieu le Big Crunch ( recompression ) pas tout de suite, imaginez ! dans des milliards d'années.
Deuxième option : option "pas de bords" de la théorie ondulatoire de la mécanique quantique, lisse, sans particularité de naissance de l'univers, ni de fin. Mais alors... héhé ! quel est le rôle de Dieu dans ce cas ?

Enfin récemment, " la théorie des cordes" pourrait donner une solution globale. Mais comme pour les trous noirs, les calculs mathématiques dépassent l'observation, donc comment vérifier ?
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Depuis le XVIè siècle, l'Eglise est dépassée par les scientifiques.
Depuis " Les Lumières", dit Hawking, les philosophes sont dépassés à leur tour par les scientifiques. Je ne suis pas d'accord. Ils ne sont plus aussi pointus sur le terrain scientifique, mais ont le devoir de se poser toujours les questions fondamentales, eh oui !