L'Univers chiffonné

Depuis de nombreuses années, Jean-Pierre Luminet s'interroge sur la topologie de l'Univers. Dans cet essai, il synthétise le fruit de ses réflexions : l'Univers est-il plat ou courbe ? Est-il ouvert ou fermé ? Fini ou infini ? Relatif ou absolu ? Ressemble-t-il plus à un Mollusque universel qu'à une Fougasse hyperbolique (sic) ? Si vous souhaitez connaître ce qui se cache derrière ces lancinantes questions, ce livre est fait pour vous.

Mais attention, Luminet, astrophysicien de renommée internationale, spécialiste des trous noirs et de la topologie cosmique, est aussi à ses heures perdues un poète et un écrivain. Et un Luminet mal luné peut ruminer des idées lumineuses (désolé, je n'ai pas pu résister). Par exemple, Luminet adapte ici le contenant au contenu : il structure son texte de manière à permettre plusieurs itinéraires de lecture possibles, en proposant des raccourcis, bifurcations, croisements, sorties et entrées multiples… Un livre « dont vous êtes le héros » à la structure labyrinthique, comme pour faire comprendre au lecteur le sens du mot « chiffonné » qui figure dans le titre (les mathématiciens préfèreront parler d'espace topologique non simplement connexe, mais c'est la même chose).

Pour ne pas me perdre en route, j'ai joué la prudence et choisi de ne pas suivre les nombreux renvois et allers-retours proposés en adoptant une lecture bêtement séquentielle. Déjà, pour comprendre le concept d'Univers chiffonné, mieux vaut ne pas perdre le sens de l'orientation, et il est préférable d'affronter les idées de Luminet de face, plutôt que de profil, ou encore selon l'angle défini par la structure à base de dodécaèdres rhombiques découverte par Hantzsche et Wendt en 1935, qui est la sixième forme d'hypertore orientable dans un espace euclidien multiconnexe fini à trois dimensions (je mets ça pour l'exemple, mais le livre est truffé de trucs de ce genre). Luminet explore toutes les topologies possibles (et leurs conséquences) qui permettraient de décrire la structure de l'Univers, et, je ne vous le cache pas, sa préférence esthétique va plutôt vers l'espace sphérique dodécaédrique de Poincaré, prosaïquement dit « Univers en ballon de football » qui illustre magnifiquement la couverture du présent essai paru chez folio, ainsi que celle d'un numéro de la prestigieuse revue Nature publié en 2003 (faisant la fierté de l'auteur).

Cet essai véritablement très complet aborde dans ses nombreux et tortueux méandres des sujets très variés et il est bien entendu difficile de les citer tous ici, en voici néanmoins quelques-uns : les géométries non euclidiennes, l'âge, la dimension et la structure, finie ou non, fermée ou non, courbée ou non, de l'Univers, les différents modèles du big-bang, les dessins géométriques de Mauritz Cornélius Escher, les observations provenant des satellites COBE et WMAP, les mirages gravitationnels prévus par Einstein, le problème des sept ponts de Königsberg, la détection de la matière sombre et de l'énergie noire, les multivers, le paradoxe de la nuit noire, et, aussi, ce qui va suivre, je garde le meilleur pour la fin.

J'avais lu cet essai cet été, et au moment de rédiger cette chronique, j'ai parcouru rapidement les pages, schémas et illustrations afin de me remémorer son contenu. Et… surprise ! Je découvre aujourd'hui que cet ouvrage scientifique un peu ardu m'avait fourni en avant-première certaines des clés permettant de comprendre le film Interstellar de Christopher Nolan, sorti sur nos écrans en novembre 2014 !

En voici trois exemples :
1. le trou de ver : Bien entendu, d'autres auteurs, tels que Stephen Hawking, abordent la géométrie du trou de ver dans leurs ouvrages. Comme Hawking, Luminet théorise les trous de ver et les possibilités de voyager à des distances colossales en empruntant ces raccourcis de l'espace-temps. Prudent, il parle de théorie spéculative et de science-fiction, mais illustre néanmoins son propos par un joli schéma (page 60), plus convaincant que le stylo trouant une feuille de papier dans le film.

2. le trou noir : L'image simulée par ordinateur d'un trou noir, élaborée par Jean-Pierre Luminet (figures 5a et 5b de l'encart couleur), a été vue partout pour expliquer pourquoi un trou noir devrait ressembler à ce que l'on peut voir dans le film : une image déformée et redressée verticalement du disque d'accrétion entourant le trou noir Gargantua, en raison de la forte gravité, qui rend visibles les faces « cachées » du disque.

3. le tesseract : L'hypercube est au cube ce que le cube est au carré. La multiplication des images dans cet hypertore parallélépipédique, expliquée et superbement illustrée (page 118), rappelle furieusement le tesseract du film Interstellar. le temps joue dans le film le rôle de la quatrième dimension de l'hypercube quadridimensionnel, encore appellé tesseract.

Tout ceci est très plaisant et extrêmement jouissif, mais j'ajouterai néanmoins un petit bémol. L'édition « revue et augmentée » de cet essai date de 2005. Jean-Pierre Luminet semble appeler de ses voeux la confirmation de sa théorie d'un Univers en forme d'espace sphérique dodécaédrique de Poincaré par l'analyse des données de WMAP. Or, aujourd'hui, la mission du satellite Planck lancé en mai 2009 a permis d'affiner en 2013 les résultats de WMAP et de COBE et je n'ai pas entendu parler à ce jour d'une quelconque confirmation de ce genre, bien au contraire, la « platitude » de l'Univers aurait été confirmée avec une valeur incompatible(*) avec le modèle proposé (-0,0029 < 1-Ω < +0,0008). Chiffonnant, non ?

(*) Dans son livre L'Univers chiffonné, Jean-Pierre Luminet aurait aimé trouver une valeur du paramètre de densité de l'Univers Oméga = 1,013 (page 452), donc une courbure spatiale positive de 0,013. Il annonce "une valeur de inférieure à 1,01 éliminerait l'espace de Poincaré comme modèle physique". Or, la densité maximale mesurée Ωmax = 1,0029 reste largement inférieure à 1,013 ce qui invalide son hypothèse.

Longtemps mon univers était restreint à moi-même. Puis mon big-bang a eu lieu. Pas à ma naissance, plutôt vers huit ans.
Mon univers s'est retrouvé en expansion. Et encore mes parents et ma soeur m'ont longtemps encore semblé être des satellites de ma propre existence.
Peut-être est-ce ma soeur qui s'est détachée la première, telle la lune dans Cosmos 1999, à la dérive… Dérive dans le néant.

Une chose que nous apprend le bouquin, c'est qu'en restant statique, genre campé sur ses positions, dans un univers en expansion, la distance avec les autres, elle, grandit. Voilà comment faire le vide autour de vous.


En ces périodes de festivités, à défaut de pouvoir observer le ciel, illuminations polluantes obligent, laissons-nous éclairer des lumières de Luminet.

Jean-Pierre Luminet expose les avancées dans le domaine de la cosmologie, liées aux avancées des théories mathématiques, en particulier de la topologie.


Oh… ça a l'air pointu. Théories mathématiques…
Qui dit maths dit cartésien, rationnel, carré, logique, méthodique, rigoureux… bon autant dire carrément chiant quoi. En tout cas pas fun du tout.


Quand on dit « maths »…

Ne peut-on pas penser rendre possible l'impossible avec les nombres complexes et leurs imaginaires qui permettent subitement à un carré d'être négatif… ?

Ne peut-on pas penser art, beauté avec les pavages du plan d'Escher (ou ceux de l'Alhambra quelques siècles plus tôt) ou ses transformations de poissons en oiseaux… ?

Ne peut-on pas penser illusion avec les objets impossibles, le cube d'Escher, la représentation du mouvement perpétuel qu'il a proposé, l'escalier de Penrose… ?

Ne peut-on pas penser supercherie avec, un seul nom à citer, Nicolas Bourbaki, plusieurs parmi les plus grands mathématiciens… ?

Ne peut-on pas penser paradoxe avec Mandelbrot qui permet à la côte bretonne de faire partie du périmètre infini d'une surface finie, ou si vous préférez prendre un flocon de neige ou un chou romanesco… ?

Ne peut-on pas penser, même, poésie et littérature avec Queneau et ses cent mille milliards de poèmes, et bien d'autres de l'Oulipo… ?



Je pourrais poursuivre mais je vais juste dire que Jean-Pierre Luminet, à n'en pas douter, est un puits de sciences, bien rempli, qui a en plus l'extrêmement rare qualité de bien expliquer les choses, de rendre accessibles des concepts compliqués par des comparaisons vraiment parlantes et qui ne font pas perdre trop le sens de la théorie (j'ose le croire).

Donc les mathématiques, appliquées aux sciences, expliquées par Jean-Pierre Luminet, c'est passionnant.
J'ai appris sur le big-bang, sur le passé et l'avenir de l'univers, sur la forme de l'univers, sur les trous noirs et les trous de ver, et si j'ai pas tout bien compris, ce n'en est pas très loin quand même.

Merci à Eric75 d'avoir écrit une si belle critique de ce livre qui m'a immédiatement attiré l'attention et donné envie de l'acheter, pour l'offrir à mon pôpa à Noël, et de le lire, à tel point que je n'ai pas résisté avant de le mettre en paquet.

Pour ceux qui, la tête dans les étoiles, tentent d'atteindre le septième ciel, bonne bourre…

Clair complet passionnant!!! Pour tous ceux qui aiment l'astronomie, dans un style agréable une écriture aisée, on se laisse porter par ses explications, sa poésie sa culture...excellent...

Comment comprendre ce qui nous entoure ? Comment appréhender l'univers ? Et si tout cela ‘était qu'un formidable kaléidoscope ?
En lisant, vous allez avoir de nombreuses réflexions sur des concepts à priori simples donnant lieu à des conséquences inattendues et parfois implacables ….
Jean Pierre Luminet nous prend la main pour nous expliquer l'Univers, mais si la main est ferme, la marche a été souvent avec des bottes de sept lieues, parfois merveilleux mais l'impression d'être quand même un peu perdu ….
Il faudrait que je le relise pendant un confinement où je serai pour une fois confiné : il faut laisser murir les idées et les concepts pour mieux se les approprier ….

Mr Luminet ne pouvait pas décevoir.
Une lecture plaisante, passionnante, et surtout qui ne tourne pas en rond! Les explications et théories données sont : claires, concises, et même accompagnées de schémas ! Que demander de plus, c'est complet, fluide, agréable, et surtout accessible. Rien de trop compliqué, ou qui fait souffler. Un moment de plaisir intense pour toute personne aimant le sujet. :)

Effectivement une nouvelle manière de voir le ciel c'est renversant !
À noter la structure du livre bizarre et quelques passages plutôt complexe malgré les efforts de l'auteur.

Très bon ouvrage de vulgarisation sur la notion de topologie cosmique. le mieux, c'est que j'ai à peu près tout compris, donc l'orateur s'exprime clairement.