Compte rendu du livre :

Plus vite que la lumière,

de Joao Magueijo,

Traduit de l'anglais pas Évelyne et Alain Bouquet,
Dunod (Quai des sciences), 2003.

      Attention, titre trompeur : l'auteur de ce livre ne prétend pas qu'il existe des objets allant plus vite que la lumière, mais que la vitesse de la lumière était peut-être, aux premiers temps de l'Univers, nettement plus rapide qu'elle ne l'est aujourd'hui. Moins iconoclaste que le titre pourrait donc le laisser penser, cette revendication a toutefois de quoi bousculer le monde de la physique où, depuis Einstein, la constance de la vitesse de la lumière est un postulat fondamental. Mais cette idée de faire varier la vitesse de la lumière s'est imposée à Joao Magueijo, professeur de physique théorique à l'Imperial College de Londres, pour résoudre les problèmes de l'homogénéité et de la platitude de l'Univers dans la théorie du big bang.
      Prenons par exemple le problème de l'homogénéité. Il peut s'expliquer de la façon suivante. Puisqu'aucun signal ne peut se propager plus rapidement que la lumière, un élément de l'Univers n'a pu être en contact avec un autre élément s'ils sont tous deux séparés par une distance supérieure à celle qu'aurait pu parcourir la lumière depuis l'origine temporelle de l'Univers (on dit dans ce cas que les deux éléments ne sont pas causalement liés). Jusque là, pas de problème. Mais, dans le cadre de la théorie du big bang, on n'arrivait pas à expliquer comment l'univers observable peut à la fois apparaître homogène et être constitué de parties qui ne sont pas causalement liées. D'où la question qui se pose aux partisans de cette théorie : par quel processus cette homogénéisation s'est-elle produite ?
      Pour résoudre cette énigme, certains chercheurs supposèrent au début des années 1980 que l'Univers connut très tôt dans son histoire une expansion extrêmement importante durant une infime fraction de seconde, avant de reprendre son expansion à un taux « normal ». Ce mécanisme d'expansion à la fois phénoménale et ultrarapide fut alors désigné sous le nom d'« inflation » et c'est lui qui aurait fait qu'un petit morceau homogène d'Univers (où tous les éléments étaient causalement liés) soit à l'origine de l'univers actuellement observable (où tous les éléments ne nous apparaissent pas causalement liés). Mais cette explication, bien qu'elle devînt un sujet de recherche à la mode chez les cosmologistes, apparut toutefois un peu ad hoc à certains chercheurs qui se mirent à chercher des alternatives.
      Étant lui aussi insatisfait, Joao Magueijo imagina tout simplement au milieu des années 1990 que des parties de l'Univers qui nous semblent non causalement liées si on considère que la vitesse de la lumière est constante auraient très bien pu être en contact dans le passé, et donc s'homogénéiser, si la vitesse de la lumière avait été tout au début de l'Univers bien supérieure à ce qu'elle est actuellement. L'idée paraissait simple, mais elle avait le défaut de remettre en cause un postulat important de la physique moderne. Aussi Joao Magueijo eut-il du mal à la faire accepter par ses collègues. Mais, petit à petit, l'hypothèse, au début considérée comme étant loufoque, fit son chemin et elle est maintenant reprise par des cosmologistes de renom tels John Barrow et Lee Smolin. Tout aussi stimulant est le fait qu'elle s'intègre relativement bien à la nouvelle théorie développée par Giovanni Amelino-Camelia qui remet lui aussi en cause la théorie de la relativité, mais dans une perspective différente [1]. Enfin, cette théorie d'une vitesse variable de la lumière permettrait éventuellement d'expliquer des observations quelque peu troublante [2]. Pas de doute donc qu'il commence à y avoir une certaine effervescence autour de cette idée d'une vitesse variable de la lumière.
      Aussi est-il très intéressant de découvrir dans ce livre, où très peu de connaissances techniques sont nécessaires, comment fut élaborée cette théorie relativement récente, des premiers déboires aux développements actuels. Il faudrait même parler des théories de la vitesse variable de la lumière, puisque Joao Magueijo en a de fait développées plusieurs, dont une serait finalement compatible avec la théorie de la relativité. Bien sûr, rien ne dit que ces théories ne seront pas abandonnées dans un futur plus ou moins proche. Certains physiciens restent d'ailleurs extrêmement sceptiques à leur encontre [3]. Mais, même s'il s'avère au bout du compte qu'elles conduisent à une impasse, ce livre gardera son intérêt tant il est instructif de connaître le cheminement qui a conduit à de nouvelles théories.
      Signalons toutefois que la construction de l'ouvrage est quelque peu problématique. Loin de s'être contenté d'écrire un livre de vulgarisation scientifique, Joao Magueijo n'hésite pas à nous parler beaucoup de lui. Et la peinture qu'il nous offre est plutôt flatteuse : jeune chercheur brillant, très décontracté, sportif, sympa, ouvert, très « cool », « branché » et qui boit sa bière comme tout le monde… Cette suffisance à longueur de pages finit pas être lassante.
      Joao Magueijo n'hésite pas non plus à nous dire ce qu'il pense de la société anglaise et du monde de la recherche. Ces propos sont certes plus intéressants que les descriptions narcissiques de ses activités quotidiennes. Par exemple, il n'est pas sans intérêt de rappeler la surprise qu'il éprouva, en tant que jeune étudiant portugais venant poursuivre ses études en Angleterre, face à l'importance des classes sociales dans ce pays. De même, il n'est pas inutile de décrire la quantité hallucinante de tâches administratives absurdes et contre-productives auxquelles sont soumis les universitaires dans ce pays réputé pour son pragmatisme. Enfin, il est également intéressant de porter un regard critique sur la façon dont fonctionnent les comités scientifiques et les revues universitaires, à referees . Mais, dans ce dernier cas, en lieu et place de toute critique constructive, Joao Magueijo passe son temps à déverser sa bile contre l'establishment scientifique, accusé d'être un ramassis de vieux parasites qui empêchent les jeunes chercheurs dynamiques comme lui de faire progresser la recherche. C'est un peu facile pour un chercheur qui a décroché des bourses prestigieuses et qui est maintenant professeur à moins de 40 ans à l'Imperial College de Londres. Oublie-t-il que c'est parce qu'il a publié des articles dans des revues à referees qu'il a pu jouir et qu'il continue à jouir d'une situation professionnelle très confortable qui lui permet de faire la recherche qu'il a envie de faire ? Il y a ainsi chez ce Joao Magueijo une certaine puérilité qui peut agacer, et cela sans même évoquer tous les jugements à l' emporte-pièce qu'il émet sur telle ou telle théorie physique qui n'a pas le bonheur de lui plaire. Mais si on arrive à faire abstraction de ces travers, soulignons encore une fois qu'il est assez intéressant de découvrir comment furent élaborées ces théories de la vitesse variable de la lumière.

Thomas Lepeltier, Parutions.com, janvier 2004.

[1] Une présentation non-technique et très claire de ces travaux se trouve dans l'article de David Harris, « After Einstein », New Scientist, 8 février 2003.
[2] Observations présentées par exemple par Roland Lehoucq dans l'article « L'inconstante constante de structure fine », La Recherche , 348, décembre 2001.
[3] Ceux qui s'y connaissent en physique pourront consulter avec profit l'article critique de George F. R. Ellis et Jean-Philippe Uzan, « “c” is the speed of light, isn't it ? » (paru dans General Relativity and Quantum Cosmology) à l'adresse suivante : http://fr.arxiv.org/abs/gr-qc/0305099.

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