Sept brèves leçons de physique

(Traduit de l'italien par Patrick Vighetti, 97 pages)

Les personnes qui s'intéressent un peu à la physique se posent régulièrement les mêmes questions sur ses avancées modernes. Cela tient je crois à deux raisons. Les ouvrages de vulgarisation, de façon paradoxale, recourent inévitablement, pour être corrects et explicatifs, à des notions peu usuelles que ne possède pas nécessairement le curieux. Celui qui bénéficie d'un bagage suffisant (scolaire, autodidacte) les comprend mais, de par leur nature abstraite, les intègre très souvent mal, si bien qu'il se reposera bientôt les mêmes questions. Seconde raison : le cinéma, les livres, la bonne ou la mauvaise littérature, exploitent découvertes et hypothèses nouvelles des physiciens pour en faire de la fiction ou des digressions intelligentes, parfois géniales mais qui ne relèvent plus de la recherche. Sans parler de films comme Interstellar qui induisent des simplifications fascinantes, je pense à des auteurs comme Philippe Forest (avec le pourtant très pondéré le chat de Schrödinger) et Jérôme Ferrari (celui d'Aleph zéro) qui peuvent embrouiller les faits scientifiques. L'expérience du Chat de Schrödinger, pour la citer, risque de semer la confusion si on la prend au mot : aucun chat ne sera à la fois mort et vivant, il s'agit seulement d'une expérience imaginaire pour tenter de faire comprendre l'impasse à laquelle conduisent les actuelles connaissances en physique quantique.

Ces "Sept brèves leçons de physique", en deux heures de lecture, dénouent tout cela. Sans recourir à aucun vocabulaire ni formule scientifiques, Carlo Rovelli propose un état des lieux instruit des révolutions qui ont bouleversé la physique depuis le vingtième siècle. Vite faite bien faite, la synthèse glisse adroitement vers la poésie et la philosophie pour dégager ce que le quidam doit en retenir. le seul requis est de savoir lire.

Quant à savoir si l'on acceptera sans perplexité ni réticence ce qu'il s'y lit, c'est une autre histoire. Certains risquent de réagir comme l'ancien Grec qui, confronté à la rondeur de la terre selon Aristote, ne pouvait croire qu'il avait la tête en bas...

Les deux premiers chapitres, consacrés à la théorie de la relativité et à la physique quantique, sont exemplaires de clarté. Pour les expliquer, Rovelli propose des images frappantes qui supplantent l'idée d'un espace vide et d'un fluide invisible révélé par des formules étriquées : la force de gravitation et l'espace forment une seule et même chose, comme un immense mollusque qui se tord ; une planète est donc déviée comme une bille dans un entonnoir, parce que les parois de l'entonnoir (l'espace) sont courbes. C'est lumineux et on le retient.

Les deux chapitres suivants se penchent sur l'infiniment grand et l'infiniment petit. Notre univers serait comme une balle qui explose et qui, en constante dilatation, prend des dimensions cosmiques. C'est vertigineux, d'autant qu'il pourrait exister d'autres univers. le monde des particules, jusqu'au récent boson de Higgs (2013), ne l'est pas moins et les chercheurs n'ont toujours pu dépasser le modèle standard de la théorie des particules des années 1950-70, laquelle, si elle décrit la réalité en confirmant les prévisions par l'expérience, n'explique pas les trous noirs et reste très insatisfaisante. "C'est une théorie qui, à première vue du moins, a l'air rapetassé, faite de bric et de broc. On est loin de la simplicité aérienne des équations de la relativité générale et de la mécanique quantique."

Interrogations et hypothèses s'épaississent encore dans les chapitres suivants.
[...].
Je vous épargne les passionnantes hypothèses du sixième chapitre qui envisagent un lien entre chaleur et temps dont un éclairage nous viendra peut-être des... trous noirs.

Aujourd'hui, la science est pathétiquement belle au vu de l'immensité des questions qu'elle veut solutionner : les équations de la physique quantique sont utilisées dans tous les domaines de pointe (ordinateur, biologie, chimie), on décrit l'interaction des systèmes, ils fonctionnent, mais on ne comprend pas ce qui s'y passe. Manque-t-il un morceau de l'histoire ? Est-ce indescriptible par l'humain ? La réalité ne serait-elle qu'une affaire d'interactions, hypothèse la plus plausible selon l'auteur ?

"Que sommes-nous dans ce monde vaste et kaléidoscopique", se demande Carlo Rovelli dans le dernier chapitre. En découle la question essentielle du libre-arbitre : "Être libre ne signifie pas que nos comportements ne sont pas dictés par les lois de la nature."
La nature est d'une beauté à couper le souffle. Il convient d'abord, je crois, et c'est la leçon que nous confirme ce livre limpide, de l'admirer, de la protéger mais aussi d'accepter notre humilité dans la volonté de l'expliquer.

Mes remerciements aux éditions Odile Jacob et à Babelio pour la découverte.

(Compte-rendu complet sur Marque-pages, ci-dessous)

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Carlo Rovelli, physicien italien né en 1956, dirige un groupe de recherche en gravité quantique au Centre de physique quantique de Marseille-Luminy, dans le cadre de l'Université d'Aix-Marseille.
Rovelli est associé avec la théorie de la gravitation quantique à boucles. Celle-ci est une tentative de formulation d'une théorie de la gravitation quantique, afin d'unifier la théorie de la relativité générale et les concepts de la physique quantique.
Il a, à son actif, plusieurs textes de vulgarisation des connaissances époustouflantes engrangées depuis un siècle dans le domaine de la physique. Son travail dans ce sens rappelle celui de Stephen Hawking avec notamment sa Brève Histoire du Temps, vendue à plus de 20 millions d'exemplaires à travers le monde depuis sa parution en 1988.
‘Sept brèves leçons de physique' est un texte bref, simple et captivant sur des sujets très complexes qui recouvrent l'infiniment petit, à l'échelle des particules élémentaires, et l'infiniment grand, à l'échelle des 170 milliards de galaxies, (dont ‘notre' Voie lactée), censées composer l'univers. Il pourrait être traduit de l'original, en italien, en plus de 20 langues.
Les leçons commencent avec la théorie de la relativité générale d'Einstein (E=MC², etc) de 1916. Elle énonce que la gravitation n'est pas une force, mais la manifestation de la courbure de l'espace-temps. Déjà ce genre de phrase interpelle ou décourage le non-spécialiste! Rovelli trouve les mots pour en faire avancer notre compréhension et je ne peux que citer un passage utile dans ce sens : ‘Le Soleil plie l'espace autour de lui, et la Terre ne tourne pas autour parce qu'elle serait attirée par une force mystérieuse, mais parce qu'elle court droit dans un espace qui s'incline. Comme une bille qui tourne dans un entonnoir : il n'y a pas de forces mystérieuses générées par le centre de l'entonnoir, c'est la courbure des parois qui fait tourner la bille. Les planètes tournent autour du Soleil et les objets tombent parce que l'espace se courbe. … ‘Mais l'espace n'est pas le seul à se courber ; le temps également se courbe'.
Nous sommes décidément très loin de Newton, grand physicien anglais du 17è siècle, et de sa théorie universelle de la gravitation. le travail d'Einstein n'a fait qu'ouvrir la voie vers d'énormes découvertes depuis 100 ans.
Les leçons suivantes de Rovelli touchent à la mécanique quantique avec les travaux de Bohr et Heisenberg et ceux, plus récents, qui cherchent à concilier l'ensemble de ces visions de la nature de la matière et l'architecture du cosmos. Vastes projets.
Si on est surpris par les notions de courbure de l'espace et du temps, ce n'est que le début d'un questionnement sur la réalité du monde physique et du temps qui devient une notion ‘subjective' et d'intérêt secondaire. A défaut de tout comprendre, on suit aisément l'évolution étonnante de la physique depuis Einstein.
Le livre se termine par une réflexion sur ‘nous, humains' et notre place dans la vaste fresque de l'univers qu'offre la physique d'aujourd'hui.
Rovelli affirme que si nous sommes des observateurs curieux de ce vaste ‘monde', nous en sommes aussi partie intégrante, mais une toute petite partie. Nous sommes dans l'univers et l'univers nous pénètre et nous dépasse. Nous sommes poussière d'étoile, tout comme notre planète et notre ‘monde' visible à l'oeil nu ou en théorie.
A notre modeste échelle, Rovelli estime que notre espèce ne durera pas longtemps et son extinction ne sera qu'un ‘petit bip insignifiant' pour la Terre, elle-même une planète modeste dans la galaxie des galaxies qu'est l'univers. En attendant, nous pouvons admirer la 'nature' qui nous entoure dans la matière et l'univers. Car, ‘la nature est notre maison et dans la nature nous sommes chez nous. Ce monde étrange, multicolore et surprenant que nous explorons, où l'espace se granule, le temps n'existe pas et les choses ne peuvent être dans aucun lieu, n'est pas quelque chose qui s'éloigne de nous : c'est seulement ce que notre curiosité naturelle nous montre de notre maison….. Ici, sur le bord de ce que nous savons, au contact avec l'océan de tout ce que nous ne savons pas, brille le mystère du monde, la beauté du monde. Une beauté à couper le souffle'. Ce livre ouvre des fenêtres sur notre ‘monde étrange, multicolore et surprenant'. Savourons-le.

Sept leçons brèves mais que d'informations! Elles nous donnent un aperçu rapide mais clair sur les aspects les plus étonnants de la science physique du 20ème siècle et des questions non élucidées à ce jour.
Carlo Rovelli, physicien et historien des sciences, italien d'origine mais travaillant en France, nous montre encore tous ses talents didactiques et son remarquable sens de la synthèse.
Il est l'un des pères de la "gravité quantique à boucles " (une théorie qui cherche entre autres, à comprendre l'intérieur des trous noirs et les premiers instants de l'Univers) et n'a pas son pareil pour évoquer la théorie de la relativité d'Einstein et le monde des quanta.
Sept chapitres donc. Première leçon dédiée à la théorie d'Einstein qui a révolutionné notre conception de l'espace, vue depuis Newton comme une grande scène vide dans laquelle se meuvent les astres. Depuis Einstein, l'espace est maintenant défini comme un espace-temps, un tissu qui peut se déformer, s'agrandir, se plisser.
Deuxième leçon : les quantas , l'affrontement entre Niels Bohr et Einstein, toujours intéressant..
Ensuite l'architecture du cosmos, les particules élémentaires, la gravité quantique, les trous noirs et enfin, l'avenir de l'espèce humaine dans tout cela..
Le livre s'adresse à tous les profanes (dont je fais partie).
Les explications sont passionnantes.
A lire et relire, ouvrage à garder dans sa bibliothèque..

Dans ce livre, qui nous donne les bases de la physique avec poésie, Carlo Rovelli raconte avec habilité les moments clés de la vie des plus grands savants.
Mais l'auteur ne s'arrête pas là.
Il nous parle de découvertes faites par des savants de l'Antiquité, et arrive à faire le parallèle avec les recherches en cours. Par exemple celles effectuées par le CERN (organisme situé en Suisse, et qui travaille sur des accélérateurs de particules) , où a été découvert le Boson de Higgs en 2013. Ce parallèle m'a particulièrement plu.
Après la lecture de ce livre, j'arrive à mieux comprendre certaines notions qui me paraissaient hors de portée, comme le Big Bang qui est très bien expliqué : Carlo Rovelli est un excellent pédagogue.
Conclusion : Je pense que ce livre pourra séduire un public très large, novice comme expérimenté, car en plus de la physique, il y a de la poésie.
Enfin, je tiens à remercier Babelio et les éditions Odile Jacob, pour cet ouvrage qui me servira encore longtemps et qui, j'espère, aura le succès qu'il mérite.

Des leçons très accessibles sur des notions physiques essentielles et les théories qui se sont affrontées. Nous passons de l'infiniment grand à l'infiniment petit avant de nous arrêter sur ce que nous sommes, nous, dans ce monde. de la science mais aussi de la philosophie.