Vision Scientifique de l'Espace

Les choses seraient sans doute plus simples si elles étaient fixes. Cela n'est pas le cas. Le monde n'est jamais plus le même. L'instant est unique car l'instant d'après tout à changé et ne sera jamais plus le même. Le plus petit événement peut il pour autant changer la face du monde ? Le fameux battement d'aile d'un papillon au Japon, est il véritablement capable de changer le cours de l'Histoire ? Oui peut-être, non sans doute. Il y a probablement des évènements plus déterminants les uns que les autres : la longueur du nez de Cléopâtre ? Dans la survenue de ces évènements qui changent le cours du temps, quelle est la part du hasard ? Au niveau des mouvements browniens qui agitent les atomes quelle est la part de l'aléatoire ? A première vue, rien ne semble présider à cette agitation qui paraît désordonnée. En fait ces mouvements sont probablement déterminés par les caractéristiques physiques de ces particules. Il y a une raison à tout : une feuille qui tombe d'un arbre à un moment donné aurait sans doute pu le faire l'instant d'avant ou l'instant d'après. Si elle le fait à ce moment précis, c'est qu'il y a eu conjonction d'un certain nombre de phénomènes, disons pour simplifier, le processus de vieillissement de sa structure, qui fragilisait ses attaches, et la force du vent, devenue suffisante pour l'arracher. En plus complexe, la mort d'un homme ne fait que reproduire celle de la feuille. Il n'y a pas de hasard, il n'y a que des causes inconnues. Cela ne veut pas dire pour autant qu'il y ait un déterminisme et que tout ce qui arrive était programmé, avec pour conséquence pour l'Homme la théorie de la prédestination. Il est tout aussi stupide de croire au hasard que de croire à la prédestination. Tout aussi stupide serait dans une même phrase de dire une chose et son contraire. On retrouve en fait ici un paradoxe semblable à celui qui consiste à dire que le présent est tout et dans le même temps qu'il ne peut exister. Qu'est donc la réalité ? Mystère. La seule chose que je sais est que je ne sais rien. Trop facile. Au nom de ce principe on peut tout se permettre y compris de ne rien faire. Alors que faire ? Continuer à chercher à comprendre. Les progrès de la Science sont prodigieux, même s'ils sont incommensurables puisque nous ne savons pas ce qu'il faudrait que nous sachions. " Reconnaître n'est pas connaître : on reconnaît facilement ce que l'on connaît pas. " La connaissance n'est elle pas comme l'univers, en perpétuelle expansion, s'éloignant un peu plus à chaque fois que l'on s'en approche ? Le monde est en perpétuel mouvement et l'Homme est incapable (à ce jour ?) de reproduire un mouvement perpétuel. Cela fait partie des chimères que l'Homme poursuit. Il en est cependant qu'il a rattrapé, alors pourquoi pas celle là ? " Calmer la douleur est une chimère que l'homme ne saurait entreprendre " disait Magendie à l'Académie de Médecine, un an avant la découverte de l'anesthésie. Que de clairvoyance ! Le renoncement à connaître est une forme de pessimisme intellectuel. La prétention de tout savoir est insensée. La volonté de savoir est la grandeur de l'Homme, ce en quoi il se distingue des autres êtres. Cette recherche du savoir (de la vérité ?) comporte une conséquence obligatoire qui est le risque d'erreur. L'erreur devient tragique lorsqu'elle est érigée en dogme. Il en est de la connaissance comme de l'espace : on manque de points de repère. Quelle est la place d'un point ? Dans un système géométrique, construction de l'esprit de l'homme, c'est relativement facile. Dans l'univers, cela est totalement impossible. Le point est comme le présent, purement virtuel. Je peux le faire se déplacer, tout droit pour former une ligne droite, le faire tourner, pour dessiner une courbe. 
Isaac Newton, par Godfrey Kneller- 1689
Si je complique un peu plus, pour me rapprocher de ce qui ressemble au monde qui m'entoure, je vais le faire évoluer dans un espace en trois dimensions, en faire un vecteur que je vais pouvoir déterminer en fonction des trois axes. " Le point, le plan, la droite, la distance sont des objets corporels idéalisés " écrivait Einstein.  Si je veux appliquer ces notions en pratique, je peux, à l'aide de calculateurs puissants, envoyer dans l'espace une capsule qui mettra trois ans à atteindre Mars et douze ans une étoile filante. Pour ce faire, je vais devoir utiliser les forces à l'œuvre dans l'univers : l'attraction terrestre, la gravitation universelle et des lois physiques beaucoup plus complexes qui dépassent de loin mes connaissances de profane. Cependant entre la pomme de Newton et les satellites de dernière génération il y a une différence d'échelle, pas de nature, dans la compréhension des faits.

Einstein lui même en convient : " dans l'application pratique, la théorie de Newton et la Théorie de la Relativité, s'accordent si étroitement qu'il a été difficile de trouver des cas où des différences réelles aient pu être soumises à l'observateur ". En fait il n'y a pas de transition entre le système de Newton et le système d'Einstein. 
La relativité n'est pas l'aménagement permettant de palier les insuffisances et les limites de la gravitation universelle qui permettait d'expliquer de façon simple les phénomènes physiques tels que l'on pouvait les appréhender à l'époque de Newton. Le système de Newton était un système achevé dont Gaston Bachelard a dit : " Nous vivions dans le monde newtonien comme dans une demeure spacieuse et claire. La pensée newtonienne était de prime abord un type merveilleusement net de pensée fermée ; on ne pouvait en sortir que par effraction. " Entre le boulier et les ordinateurs de calcul modernes, il y a bien sûr un fossé technologique, mais il y a le même processus intellectuel qui est le calcul. Mais cela ne nous dit toujours pas pourquoi deux et deux font quatre. Sur un boulier, si j'ajoute deux boules à deux autres boules, j'ai bien quatre boules. Si j'attends deux heures et que je dois attendre deux heure supplémentaires, j'aurais attendu quatre heures, ou enfin à peu près, car on a vu les incertitudes portant sur la nature du temps, mais il est probable que les deux heures supplémentaires me paraîtront plus longues et plus pénibles. L'orientation dans l'espace se base sur des éléments plus ou moins simples. Curieusement on retrouve les repères du temps : la position du soleil, la position des étoiles. On peut y ajouter le sens du vent, mais il peut changer. La boussole est à l'espace ce que la clepsydre est au temps. La clepsydre utilise la gravité de la terre, la boussole  ses champs magnétiques.
Se diriger dans l'espace n'est pas toujours simple. Il est de belles histoires, comme le Petit Poucet, semant ses cailloux dans la forêt ou des récits mythologiques, comme le fil d'Ariane permettant de ressortir du labyrinthe du Minotaure. Un petit instrument a fait beaucoup plus que tout autre pour la connaissance de notre Terre : la boussole. La petite aiguille aimantée indiquant le Nord grâce aux champs magnétiques terrestres a permis les grandes découvertes terrestres et maritimes et la cartographie. Elle a permis aux grands explorateurs de repousser toujours plus loin ces " terra incognita " et d'apporter aux savants la confirmation de la rotondité de la Terre. La conquête de l'espace, qui nécessite des instruments de mesure totalement différents, a été précédée de la conquête de notre Terre, balisée par les quatre points cardinaux. Le soleil, dans sa course d'Est en Ouest, a  fourni dès les débuts de l'humanité les repères d'espace, et de temps (cadran solaire), élémentaires mais essentiels, qui furent longtemps le seuls disponibles.
Boussole
La conquête de la planète est loin d'être parachevée et si les " terra incognita " demeurent rares, sous l'œil des satellites, les profondeurs marines, les abysses sont encore loin d'avoir livrés tous leurs secrets.

La vitesse est une relation de l'espace au temps. Elle peut donc s'exprimer en termes purement mathématiques. Elle peut se comparer à différentes références plus ou moins précises ou plus ou moins poétiques : la marée qui monte à la vitesse d'un cheval lancé au galop, la vitesse du son, la vitesse de la lumière... Elle modifie notre relation au monde : la vitesse raccourcit les distances. Qu'il s'agisse des avions les plus rapides ou des moyens de communication modernes, radio, télévision, téléphone, Internet, tous ont contribué au phénomène majeur qui marque notre époque, qu'on l'appelle globalisation ou mondialisation, concourrant à la création du " grand village ".

La virtualité de l'espace, dans un registre différent, rejoint celle du temps, en ce que la matière, indispensable à la notion d'espace, se transmute en énergie, lorsque l'on aborde l'infiniment petit, au niveau des particules élémentaires, ou l'infiniment grand, avec l'expansion permanente de l'univers. " Aux frontières de l'univers ". Quelles frontières d'un monde en expansion ? La représentation des particules dites élémentaires, mais est on bien sûr qu'elles le soient, est une pure vision de l'esprit. Il n'y a probablement aucune relation avec la réalité, même si cette représentation peut rendre compte d'un certain nombre de leurs propriétés. Au niveau des molécules, la disposition des atomes dans l'espace apporte des explications à nombre de phénomènes : activité des stéréo isomères, lévogyres plutôt que dextrogyres, modifications de conformation des molécules, adaptation des ligands à leur récepteur spécifique, à la manière d'une clef dans une serrure… La disposition dans l'espace des atomes semble tout autre chose que le fruit du hasard. Une même substance, constituée des mêmes atomes, pourra revêtir l'aspect d'un solide, d'un liquide ou d'un gaz, suivant son point d'ébullition. L'aspect de la matière est donc dépendant des mouvements des particules qui la composent et ceux ci dépendent de l'énergie qui leur est transmise. Que dire alors des forces formidables libérées par la fission de la matière à l'origine de l'énergie atomique. Le déchaînement de ces forces par le déclenchement de la réaction en chaîne, dépend lui même de la réduction de l'espace entre deux masses de matière dont le rapprochement va permettre la constitution de la masse critique. La connaissance de ces phénomènes et la maîtrise de leur utilisation par les scientifiques, reproduit à une échelle encore modeste, malgré son caractère effrayant, les explosions au niveau de la surface du soleil et des astres et le mécanisme supposé du " Big-Bang " originel. Il existe un continuum entre l'infiniment petit des particules élémentaires et les phénomènes de l'infiniment grand, à la manière d'une partition se jouant avec les mêmes notes. Cette constatation fondamentale conduit les scientifiques à rechercher, par la conquête spatiale, confirmation de l'existence d'atomes similaires à ceux existant à la surface de notre planète, en particulier ceux impliqués dans les molécules fondamentales tels que l'oxygène de l'air, l'hydrogène de l'eau ou le carbone des nutriments, permettant d'évoquer la vie ailleurs que sur la Terre. Cette recherche, limitée à notre proche banlieue, peut sembler dérisoire face à la taille de l'univers connu, mais les éléments de réponse que l'on peut en attendre ont une portée tout autant philosophique que scientifique. Les conditions nécessaires à l'apparition de la vie sont d'une telle complexité que la probabilité qu'elles puissent se retrouver sur une autre planète est infime, du moins dans sa forme sur Terre. La vie apparaît comme une forme particulièrement évoluée de la matière, mais quand on a dit cela on n'a pas répondu à la question essentielle de savoir si cette évolution n'est que le fruit du hasard, ou si le mécanisme complexe dont elle est l'aboutissement est la conséquence d'un ordre voulu. Il faudrait pour y répondre une connaissance que nous n'avons pas. Si l'on veut trancher entre les deux hypothèses supposant l'existence d'un créateur ou du hasard de l'évolution de la matière, il n'y a que la possibilité de jouer à pile ou face, ou de faire un pari. C'est ce qu'a fait Pascal tirant des merveilles et de l'ordre de l'univers argument pour justifier son choix de l'existence d'un créateur. " Le vrai miracle de la nature, écrit Paul Davies, se trouve dans les lois ingénieuses et inébranlables du cosmos qui permettent à l'ordre complexe d'émerger depuis le chaos, à la vie d'émerger depuis la matière inanimée et à la conscience d'émerger à partir de la vie sans qu'il y ait besoin d'intervention supra - naturelle. "  Cette évolution depuis les formes les plus primitives de la matière jusqu'à l'homme fait évoquer à travers ces lois qui régissent l'univers une finalité, un dessein, ce d'autant plus que la probabilité d'y aboutir est infinitésimal. Les lois de l'univers encouragent la matière et l'énergie à se développer selon un " principe de diversité maximale " conduisant à l'apparition de nouvelles variétés tandis que changer les lois de façon même infime pourrait conduire au " bord du chaos ". 

Si les atomes, et autres particules élémentaires, sont éternels comme le vide qui les entoure, ils n'en sont pas moins soumis au temps puisqu'ils sont en perpétuel présent, mais aussi en perpétuelle métamorphose. Les atomes des molécules qui composent mon corps, qui me permettent de penser, d'où viennent ils ? que vont ils devenir ? en quoi seront ils recyclés ? s'ils sont éternels, alors moi aussi je suis éternel en milliards de particules disséminées aux quatre coins de l'univers, se retrouvant en minéral, végétal ou animal. Les primitifs se nourrissant du cadavre des ancêtres, pour conserver leur bravoure, faisaient, sans le savoir, du recyclage de patrimoine génétique. La métempsycose n'est pas sans une part infinitésimale de fondement. A tout moment, le renouvellement permanent de nos cellules fait que de nouveaux atomes arrivent et d'autres s'en vont, ce qui fait que l'on est jamais tout à fait le même. La conscience que ce que nous mangeons devient partie intégrante de nous mêmes se retrouve dans certains préceptes religieux, tels que l'interdiction de manger du porc, ou de façon plus ou moins inconsciente,  chez certains végétariens. Nous sommes partie intégrante de l'univers et l'assemblage complexe de nos atomes et de nos molécules est en symbiose permanente avec l'environnement comme ces atomes d'oxygène que nous respirons, que le sang amène de nos poumons à nos organes et sans lesquels le cœur ne peut plus battre et le cerveau ne plus penser. Que dire de ces pauvres crétins qui ont eu le malheur de naître et de vivre dans une région montagneuse dépourvue d'iode et de ces enfants Africains victimes de carences dès l'enfance obérant définitivement leurs capacités intellectuelles.

Ces considérations nous ont éloignés un instant de notre objet de la relation de l'espace au temps, en faisant un crochet par la relation de l'être à l'espace. L'univers dans lequel nous vivons comporte de multiples paramètres. Distance et temps se conjuguent en terme de vitesse, masse et déplacement en énergie. Notre situation par rapport au monde qui nous entoure est en perpétuel mouvement. L'immobilité absolue n'existe pas. Même le rocher subit l'érosion du vent et de la pluie. Notre relation à ce qui nous entoure dépends de multiples facteurs, c'est une manière d'exprimer la relativité. E=1/2mv2 traduit cette relation entre ces paramètres eux mêmes complexes puisque dans cette équation un paramètre comme la vitesse est déjà la résultante de la distance au temps, et que ces deux valeurs ne peuvent s'apprécier que par rapport à des références insaisissables. Où fait on partir le point zéro ? Du parvis de Notre Dame de Paris ou de quelque autre centre du monde imaginé par le nombrilisme des peuples ? Où fait on commencer le moment zéro ? Quel est le fondement du début ? Il ne peut se concevoir que par rapport à autre chose, à un autre moment, à un événement. Une notion comme la simultanéité est très riche de réflexions. Albert Einstein et Henri Poincaré plaçaient la simultanéité au carrefour de la physique, de la philosophie et de la technologie. Le problème trivial de la synchronisation des horloges de gare que devait résoudre le fonctionnaire du Bureau des brevets de Berne et celui du Bureau des Longitudes allait conduire à une rupture totale avec les conceptions du temps et de l'espace. La notion que le temps s'écoule à des rythmes différents pour des systèmes d'horloge en mouvement l'un par rapport à l'autre faisait que deux évènements simultanés ne l'étaient plus pour un observateur qui se déplace. La simultanéité est une notion aussi " abstraite " que le présent dont elle découle directement. La relativité avait anéanti le temps " absolu ". La relativité est une théorie mais comme toutes les théories elle n'est vraie que jusqu'à preuve du contraire. La démarche intellectuelle qui consiste à vérifier une théorie en essayant de la faire cadrer avec la réalité est quelque part aberrante puisque finalement on n'est pas certain de ce qu'est la réalité. Qu'aurait pensé le pauvre Newton voyant sa pomme flotter dans une capsule spatiale ? Le théorème d'Archimède fournissait une réponse extraordinaire pour l'époque à la constatation de la flottaison, le théorème de Pascal aux phénomènes de la pesanteur, mais plus la Science progresse plus les données deviennent complexes sans que l'on ait le sentiment de s'approcher davantage de ce que l'on considère comme étant la réalité. Finalement on comprends mieux la chute des pommes avec Newton qu'avec Einstein. Ce qui nous a conduit à évoquer le mystère du temps et de l'espace est ce fossé entre la conceptualisation et la " réalité ", amenant à considérer comme virtuel ce qui est un échec du concept à figurer la réalité (comme on le dit dans les stations du métro de Londres : " mind the gap "). Parce que nos concepts ne cadrent pas avec ce que nous percevons de la réalité, nous ne mettons pas en cause la justesse de nos concepts : virtualité du passé, du présent et du futur, mais l'existence même de la réalité. Certes notre approche du monde est microscopique à l'échelle de l'univers, certes notre existence est éphémère comparée à l'immensité du temps, certes nos sens nous donnent une image sans doute erronée de ce qui nous entoure, avec en plus un temps de latence physiologique entre l'événement et la perception, mais pouvons nous faire davantage confiance aux constructions de l'esprit ? Retour à Platon et au mythe de la caverne. L'homme ne voyant que des ombres sur le mur de la caverne s'imagine qu'il s'agit là de la réalité. Nous sommes de fait dans cette situation en raison des limites de nos merveilleux sens qui nous font découvrir les beautés du monde dans une gamme très limitée de couleurs et de sons. L'autre interprétation est de penser que l'image que nous avons du monde est celle que nous nous en faisons qui ne cadre même pas avec ce que nous en percevons. Le raisonnement nous conduit à considérer le présent comme purement virtuel, alors que sans présent c'est nous qui sommes virtuels, ce que dément notre corps qu'il jouisse ou qu'il souffre. Qu'est ce qui est le plus de chances d'être vrai : " Je pense donc je suis " ou " Je respire donc je suis " ou " Quoique je puisse faire, je suis " ?
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