"La science bute sur les tous premiers instants de l'Univers"

Matière galactique, étoiles, trou noir... Bénédicte Leclercq, physicienne et journaliste répond à toutes les questions que vous vous posez sur l'origine du monde.

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	Photo © L'Internaute

Comment expliqueriez-vous simplement la matière ?
Bénédicte Leclercq La matière est tout ce qui nous entoure et qui est palpable, matériel, par opposition à la lumière, qui est visible mais que l'on ne peut pas toucher. Par palpable, j'entends en interaction avec des détecteurs, que ce soit nos doigts pour la matière qui nous entoure, ou des détecteurs plus élaborés, dans les laboratoires de physique par exemple. Les neutrinos sont certainement les particules de matière les moins "palpables"...

D'où vient cette matière ? Comment s'est-elle formée ?
Voilà la question qui fait l'objet de notre ouvrage, Le grand récit de l'Univers... Les physiciens d'aujourd'hui pensent que la majeure partie de la matière est au moins aussi ancienne que l'Univers lui-même. Les particules les plus élémentaires comme les quarks, très anciennes donc, ce sont assemblées très peu de temps après le Big bang pour former les atomes dont nous sommes formés.

Je vois beaucoup de publications parler de matière noire, qu'est-ce que c'est exactement ? En existe-t-il sur Terre ?
La matière noire est encore une hypothèse. Les astrophysiciens font appel à cette hypothèse pour expliquer certaines anomalies dans leurs observations. Par exemple, les galaxies tournent trop vite sur elles-mêmes, si bien qu'elles devraient s'évoporer dans l'espace par force centrifuge, si elles n'étaient constituées que la matière visible, c'est-à-dire de la matière qui rayonne de la lumière. Il faut donc qu'il y ait de la matière en plus, invisible, ou une masse cachée : on l'appelle matière noire. On pense que cette matière serait constituée de particules qui interagissent très peu avec le reste de la matière, ce qui expliquerait qu'on ne l'ait jamais détectée, et qu'elle ne rayonne pas de lumière. Plusieurs projets de détecteurs sont en développement.

Le vide consiste en une absence de matière, si je ne me trompe pas, qu'en est-il du néant ?
La question du vide est affreusement difficile, d'autant que tous les scientifiques n'utilisent pas la même définition du vide, selon leur sujet d'étude. Le vide des astronomes n'est pas le même que le vide en physique quantique, qui diffère du vide en relativité générale. Le vide n'est pas toujours exempt de matière, ni de rayonnement... Le néant, en revanche, serait bien une absence de matière et de rayonnement : ce serait rien. Mais le vide...

Croyez-vous que la science va pouvoir un jour percer les mystères du Big Bang ? Pourquoi bute-t-elle ?
La science aura toujours des mystères à percer ! Depuis que l'hypothèse du Big bang a été confirmée par les observations, les scientifiques parviennent à préciser leur scénario. Mais aujourd'hui, on bute sur les tous premiers instants de l'Univers, juste avant la formation des noyaux des atomes. Pour comprendre cet Univers-là, il manque une théorie qui représente la gravitation aux petites échelles, et qui devrait être quantique pour être cohérente avec les théories décrivant les autres interactions fondamentales. Mais l'unification entre la relativité d'Einstein qui décrit aujourd'hui la gravitation et la physique quantique, qui décrit la physique aux petites échelles, semble se dérober...

Que pensez-vous de "l'anomalie Pioneer" qui remettrait en cause la relativité générale ?
Je ne suis pas spécialiste de la question, mais il semble que la sonde Pioneer, qui est sortie du système solaire mais continue à émettre vers la Terre des données sur sa trajectoire, suive justement une orbite différente de celle que l'on calcule par la théorie actuelle de la gravitation. Cependant, je crois que d'autres sources d'écart à la théorie sont possibles, par exemple la présence d'une masse invisible. La relativité générale, qui marche avec beaucoup d'autres expériences, avec une grande précision, ne peut être remise en cause avec cette simple observation.


	Photo © L'Internaute

Que pensez-vous de la théorie des cordes unifiées ?
La théorie des cordes, on devrait écrire, "les" théories des cordes sont des propositions pour unifier effectivement les deux grandes théories de la physique qui sont la mécanique quantique et la relativité générale. C'est ce qui nous manque pour explorer les premiers instants de l'Univers. Pour le moment, ce ne sont pas encore des théories, plutôt des propositions, voire des programmes de recherche. Mais les idées soulevées sont très intéressantes.

On m'a dit qu'un an sur terre n'a pas toujours été équivalent à 365 jours, est-ce vrai ? Si oui, comment expliquez-vous ce changement ?
Oui, c'est juste. Il y a 370 millions d'années, l'année durait 400 jours. En fait, l'année avait la même durée qu'aujourd'hui, à peu près, mais c'est le jour qui était plus court (et donc il y en avait plus). Comment on le sait ? En comptant les stries des coraux fossiles. Pourquoi le jour s'est rallongé ? Parce que la rotation de la Terre sur elle-même s'est ralentie, freinée par la Lune.

L'univers est-il en expansion ? Va-t-il un jour "exploser" ?
Oui, l'Univers est en expansion. Cela signifie que la distance entre deux points donnés de l'Univers augmente avec le temps. En outre, cette expansion accélère... Mais on ne peut pas parler ici d'explosion : les points ou les objets ne se déplacent pas dans l'espace, comme les débris d'une bombe qui explosent; c'est juste l'espace qui les sépare qui s'étire comme un élastique.

Croyez-vous à la vie extraterrestre ?
C'est une question personnelle : nous avons tous des convictions personnelles, mais elles ne sont pas toujours fondées scientifiquement. Mais je partage l'espoir de certains scientifiques que la vie a pu apparaître et évoluer ailleurs que sur la Terre. On découvre de plus en plus de planètes autour d'étoiles proches. Elles sont très nombreuses, et il est probable que certaines abritent une forme de vie (qui serait à définir: Un être vivant est capable d'extraire son énergie de son environnement, de se reproduire et d'évoluer pour s'adapter). Ceci dit, même si la vie existe ailleurs, nous ne pourrons peut-être pas la détecter avant très très longtemps...


	Photo © L'Internaute

A quoi sert l'énergie noire ?
A rien. On ne sait même pas si elle existe. C'est une hypothèse, au même titre que la matière noire, mais encore plus discutée. L'énergie noire, ou sombre, est destinée à expliquer l'accélération de l'expansion de l'Univers, mais d'autres hypothèses sont appréciées, comme la constante cosmologique qu'avait introduite Einstein dans son premier modèle.

Pourquoi avez-vous écrit ce livre sur l'histoire de L'Univers ? Trouvez-vous que les sciences fondamentales soient encore trop inaccessibles pour le grand public ?
Oui, j'ai envie de partager avec le grand public mon émerveillement devant les récits que la science propose à l'humanité. Par l'enquête, le raisonnement, l'expérience, la science dévoile des secrets qui nous fascinent de tous temps : nos origines, l'origine de l'Univers, la matière qui nous constitue. Découvrir et comprendre ces choses me rendent la vie plus belle.

J'ai vu sur le site de la Cité des sciences qu'une exposition sur l'Univers sera ouverte dès le 25 mars. Avez-vous collaboré au projet ?
L'ouvrage est là pour accompagner l'exposition. La forme enquête, le cheminement de la Terre à la naissance de l'Univers en passant par les planètes, les étoiles et la galaxies, sont justement des angles choisis pour l'exposition. J'ai beaucoup discuté avec Patrick Maury, le commissaire de l'exposition, avant de commencer à écrire. Et les commissaires scientifiques que sont Etienne Klein, Marc Lachièze-Rey et Roland Lehoucq m'ont aidée à rédiger l'ouvrage, et ont complété le texte par leur propre expertise. Cela a été un travail d'équipe !

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