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Notre univers, les multivers (univers multiples) et la vie

Rédigé par JC le — Publié dans Origines

Ah! les univers parallèles, univers multiples ou multivers. Voilà un thème de rêve, aussi bien pour la science-fiction que pour des acteurs de la scène du paranormal qui ont volontiers voulu y voir l’au-delà où résident les défunts ou une «preuve scientifique» de plans invisibles (astral, etc.) dont l’existence est postulée par nombre de doctrines ésotériques.

Je vous reparlerai peut-être de ces aspects mystiques une prochaine fois mais, pour l’instant, j’ai pensé vous présenter brièvement le sujet des univers multiples selon une perspective plus terre-à-terre, certes, bien que tout aussi fondamentale. Il sera donc question de notre univers et des autres univers (hypothétiques mais possibles selon plusieurs théories scientifiques), en rapport avec l’apparition de la vie, qu’elle soit terrestre ou extraterrestre.

(Avant-propos: il est à noter que l’hypothèse des univers multiples peut découler de plusieurs théories. D’abord les univers cosmologiques, qui bourgeonneraient au-delà des limites du nôtre, mais d’autres branches de la physique prévoient d’autres possibilités, par exemple dans des «branes parallèles» pour la théorie des cordes. Une interprétation de la physique quantique prévoit aussi l’existence d’univers multiples. Pour les détails, voyez l’article Multivers sur Wikipédia).

Remarquons d’abord que, dans une perspective très large, les paramètres physiques de notre univers (forces fondamentales et constantes physiques) ont des valeurs qui permettent la formation des atomes, puis leur assemblage en étoiles, galaxies et planètes, pour enfin aboutir à une chimie organique et à la naissance d’êtres biologiques de plus en plus complexes (sur Terre, et peut-être sur une exoplanète ou même une exolune).

Trivial, n’est-ce pas? Pas nécessairement parce que les physiciens pensent que d’autres univers auraient probablement des lois différentes. Or, un changement, même très faible, des propriétés fondamentales de la matière aurait pu empêcher toute la complexité de se développer.

Dans cette optique, il semble donc raisonnable de se demander si notre propre univers n’aurait pas quelque chose de particulier et d’unique. Quelques audacieux avancent même que les lois de notre univers semblent être précisément «ajustées» pour que la vie puisse y apparaître. Hum… Vous ne trouvez pas que ça sent un peu la religion par ici?

Écoutons Hubert Reeves à ce propos. Dans la vidéo suivante, l’astrophysicien signale qu’on peut «créer» des univers en modélisant le Big Bang – l’explosion primordiale qui aurait donné naissance à l’univers – avec des superordinateurs, et simuler l’évolution de la matière avec des lois de la physique légèrement différentes de celles qu’on connaît. Cette approche est légitime car les physiciens ne trouvent pas de raisons pour justifier que les lois d’un autre univers seraient nécessairement identiques à celles du nôtre.

Donc, si on modifie la valeur des forces et constantes de la nature (gravitation, électricité, vitesse de la lumière, constante de Planck, charge élémentaire, etc.) de seulement 1 ou 2%, explique Hubert Reeves, alors les univers évoluent, en moyenne, de la même façon que le nôtre mais, dans le détail, la complexité n’y apparaît pas.

En parlant de ces autres univers simulés qui possèdent des lois légèrement différentes de celles qu’on connaît dans notre univers, Hubert Reeves indique que:

«Dans la quasi totalité des cas, aucune complexité n’y apparaît. Il n’y a pas d’atomes, il n’y a pas de molécules, il n’y a pas d’êtres vivants. Ce sont des univers stériles qui se refroidissent sans que jamais n’apparaissent des systèmes complexes, sans que jamais n’apparaissent des êtres intelligents qui se posent des questions pour savoir comment cela se passe.»

Hubert Reeves enchaîne en déclarant que:

«Les lois qui régissent l’univers avaient, dès le départ, et ont toujours, exactement les propriétés qu’il faut pour qu’apparaissent des étoiles, des atomes de carbone, du gaz carbonique, des êtres vivants et tout cela. Et cela c’est tout à fait remarquable.»

Mais est-ce vraiment si remarquable? Faut-il y voir une coïncidence exagérée, ou même une espèce de «dessein intelligent» qui aurait été à l’origine de la formation et de l’évolution de notre univers? Cette façon d’énoncer les choses est en réalité la version forte de ce qu’on appelle le «principe anthropique», une croyance philosophique voulant que cette configuration universelle apparemment propice à l’apparition de la complexité et de la vie ne puisse pas être le fruit du hasard.

L’astrophysicien Hubert Reeves fournit d’ailleurs la solution la plus couramment acceptée de cette apparente énigme (si énigme il y a): il y aurait eu un grand nombre d’autres univers, tous avec des lois différentes, et, si nous sommes ici à nous poser ces questions, c’est justement parce que notre univers avait dès le départ des propriétés qui nous ont permis d’exister, alors que, dans les autres univers stériles, il n’y a personne pour constater que les paramètres physiques n’étaient pas adaptés à l’apparition de la vie. Simple, non?

Hubert Reeves avoue quant à lui ne pas aimer cette réponse, qu’il juge trop simple et sans fondement réel car on ne possède pas de preuve de l’existence de ces autres univers. Certes, mais même s’il y avait seulement eu une ou deux chances sur 100 (les statistiques fournies par Hubert Reeves) pour que la vie puisse apparaître dans notre univers, est-ce si extraordinaire de parler d’un simple hasard? La question est avant tout philosophique.

Une interprétation philosophique qui est néanmoins loin d’être partagée par tous les scientifiques, comme le montre par exemple l’extrait suivant tiré de la conférence Interprétations frauduleuses en astrophysique* de François Vernotte, professeur d’astronomie et d’astrophysique à l’Université de Franche-Comté et directeur de l’Observatoire de Besançon:

«Mais on arrive en plein dans l’interprétation frauduleuse avec la formulation forte du principe anthropique: l’univers, par l’ajustement judicieux des constantes de la physique, devrait être adapté à l’apparition d’observateurs! Ainsi, on voit réapparaître cette « Intention Cosmique » qui aurait créé l’univers avec pour seul objectif l’accueil de la merveille des merveilles: l’Homme. Pourtant, il me semble nécessaire de rappeler que l’espèce humaine n’est qu’une espèce parmi tant d’autres, qu’une étape dans l’évolution des espèces, et qu’elle est perdue sur une planète modeste tournant autour d’une étoile modeste, située à la périphérie d’un bras d’une galaxie comme il en existe des centaines de milliards d’autres.»

Et à ceci, on doit ajouter que des travaux récents suggèrent que l’apparition de la complexité n’est peut-être pas aussi rare qu’on le croyait. Dans le Scientific American de janvier 2010, un article très intéressant d’Alejandro Jenkins et Gilad Perez, deux physiciens qui proposent une nouvelle approche pour évaluer la «fertilité» d’autres univers.

Dans leur article Looking for Life in the Multiverse (aperçu ici), les deux auteurs rappellent que les méthodes de simulation d’univers font varier un seul paramètre physique à la fois pour constater qu’un petit intervalle de valeurs rend la vie possible. Mais Alejandro Jenkins et Gilad Perez font varier plusieurs paramètres à la fois, ce qui aurait pour effet, dans certains cas, de produire des univers habitables même si les valeurs sont dans des intervalles habituellement «stériles». Ceci s’explique par le fait que la variation d’un paramètre ou d’une constante peut être contrebalancée par la variation d’une autre. Et cette façon de faire augmenterait la proportion des univers propices à l’éclosion de la vie.

Cerise sur le gâteau, nos deux auteurs se sont amusés à simuler un univers où il n’y aurait que trois forces fondamentales, au lieu des quatre qu’on connaît. Même sans l’interaction faible (mais avec les autres forces un peu différentes), un univers hypothétique pourrait être composé des galaxies, et ses étoiles pourraient briller et produire du carbone par fusion thermonucléaire. Enfin, des planètes telluriques pourraient aussi se former autour des étoiles, et y héberger une forme de vie. Ces travaux suggèrent ainsi que «notre univers n’est peut-être pas aussi précisément réglé pour l’émergence de la vie qu’on le pensait précédemment».

Toujours est-il que ces univers multiples, au-delà des interprétations philosophiques un peu douteuses, ouvrent peut-être la porte vers une nouvelle physique, comme l’explique Aurélien Barrau (Laboratoire de physique subatomique et de cosmologie à l’Institut national de physique nucléaire et de physique des particules du CNRS):

«La prudence est de rigueur lorsque la physique nous parle d’espaces invisibles. Mais il est aussi tout à fait possible que nous soyions face à un changement de paradigme capable de révolutionner notre compréhension de la nature, et d’ouvrir de nouveaux champs de possibilités pour la pensée scientifique. Parce qu’ils se trouvent à la frontière de la science, ces modèles sont dangereux, mais ils offrent l’extraordinaire possibilité de produire une interférence constructive avec d’autres types de savoir humain.»

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*Interprétations frauduleuses en astrophysique: texte d’une conférence donnée le 29 septembre 2000 au Muséum National d’Histoire Naturelle dans le cadre du colloque « Intrusions spiritualistes et impostures intellectuelles en sciences » organisé par la Fédération Nationale de la Libre Pensée et publié dans « Intrusions spiritualistes et impostures intellectuelles en sciences » sous la direction de J. Dubessy et G. Lecointre, collection Matériologiques, éditions Syllepse, Paris, 2001, ISBN 2-913165-67-2, pp. 367-376.

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