Between The Earth and The Heavens,
de Helge Kragh,
World Scientific Publishing, 2021.
Le ciel est un laboratoire. C’est en tout cas l’image qui ressort de ce livre très instructif. Parcourant plus d’un siècle et demi d’histoire de la physique jusqu’à nos jours, l’historien des sciences Helge Kragh montre en effet comment l’étude des processus physiques ici-bas, sur Terre, a souvent bénéficié de l’analyse des phénomènes célestes ou alors s’est prolongée par des réflexions sur ce que ces processus pourraient impliquer à l’échelle du cosmos. C’est ainsi que, dès ses premiers pas, au milieu du xixe siècle, la thermodynamique, issue des travaux sur les machines à vapeur, a alimenté des débats sur l’origine et la fin du monde. C’est l’élaboration de la théorie atomique qui a profité du développement de la spectroscopie astronomique. Ce sont les aurores boréales qui poussèrent les chimistes à affiner leur connaissance des éléments chimiques. C’est la difficile recherche de l’hydrogène triatomique qui trouva une issue grâce à l’observation du milieu interstellaire. Ce sont les questionnements sur les axiomes de la géométrie qui ont été testés par l’observation d’étoiles lointaines. Ce sont de nouvelles géométries qui ont été appliquées à la structure de l’univers. Puis ce sont les efforts pour comprendre ces nouvelles configurations du cosmos, stimulés par l’observation des galaxies, qui ont conduit à la conception d’un univers en expansion. Ce sont les travaux pour comprendre l’origine de l’énergie des étoiles qui ont permis de mieux connaître la structure des atomes. C’est l’étude des éléments chimiques qui a trouvé dans l’espace les chaudrons responsables de leur formation, notamment dans les étoiles et dans une phase très chaude et très dense de l’univers (que d’aucuns ont identifié au moment de sa naissance). C’est le concept d’antimatière qui a été corroboré par l’étude des rayons cosmiques et qui conduisit, chez certains chercheurs, à imaginer un univers constitué d’autant de galaxies d’antimatière que de galaxies de matière. Ce sont des spéculations sur l’éventuelle variabilité des paramètres fondamentaux de la physique (constante de gravitation, vitesse de la lumière, la masse de l’électron, etc.) qui furent mises à l’épreuve par l’observation de quasars ou qui ont servi à imaginer, par exemple, une histoire de l’univers sans phase inflationnaire. Enfin, pour donner un dernier exemple, c’est l’étude du vide quantique qui alimenta les réflexions sur la dynamique de l’univers.
À travers ce parcours au sein de l’histoire de la physique, Helge Kragh montre donc à quel point les liens entre la physique moderne et l’étude du monde céleste sont forts, non seulement de nos jours, mais depuis au moins un siècle et demi. Le rappel est judicieux tant il est courant de lire que la cosmologie était davantage une affaire de mathématiciens que de physiciens jusqu’à la victoire du modèle du big bang sur ses concurrents, au milieu des années 1960. Mais l’intérêt du livre va au-delà. Fort de son érudition, Helge Kragh apporte des éclairages roboratifs sur les thématiques qu’il étudie et rappelle l’existence de réflexions pour le moins aventureuses de certains physiciens de renom. On voit ainsi comment certains d’entre eux, parmi les plus grands, étaient prêts à abandonner le principe de conservation de l’énergie pour supprimer des anomalies entre des observations et la théorie qui avait leur faveur. On découvre comment le darwinisme, qui ne semble prendre son sens que dans le monde vivant, inspira quand même certains chimistes travaillant sur la théorie atomique. On lit de quelle manière les spéculations sur le nombre de dimensions de l’espace ou sur la nature du vide ont entraîné des chercheurs vers certaines formes de spiritualisme. On voit aussi comment la thermodynamique a nourri des disputes théologiques. Sur un autre registre, on comprend comment un échec apparent pour une théorie peut se transformer en succès ou comment une supposée réfutation peut se retourner en corroboration. On voit aussi comment des consensus qui semblent bien établis peuvent voler en éclats. On s’amuse également à remarquer que le fait de déclarer qu’une procédure est une erreur peut apparaître, par la suite, comme une erreur. On se rend compte que des physiciens peuvent s’accommoder pendant longtemps de résultats contradictoires sans remettre en cause leur théorie préférée et sans qu’ils soient perçus comme dérogeant à la méthode scientifique. On découvre comment des chercheurs à qui on attribue certaines découvertes ne croient pas toujours à l’interprétation qui en est communément faite et préfèrent se montrer plus prudents que le reste de la communauté. On mesure à quel point les préférences théoriques peuvent reposer sur des jugements philosophiques et esthétiques. Enfin, là encore pour donner un dernier exemple, on voit très souvent comment certaines idées abandonnées, car jugées réfutées ou absurdes, peuvent revenir sur le devant de la scène des décennies plus tard et finir par être bien acceptées.
Autant de perspectives qui rendent ce livre riche et stimulant. Sans être technique, il s’adresse quand même à des personnes qui connaissent un peu l’histoire de la physique. Mais, comme toujours avec Helge Kragh, le style est limpide, l’information précise et les pistes de réflexion nombreuses. Les curieux y trouveront donc leur compte…
Thomas Lepeltier,
Revue des
Questions Scientifiques, 193 (3-4), 2022.
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