La cosmologie « noire », une question de taille !

Publié le par Hari Seldon

Nous avons conforté nos hypothèses concernant la structuration de notre Imaginaire, son mode de fonctionnement, ainsi que la façon d’en parler, aux représentations « dures » de nos modernes physiciens (cf.: le principe d’incertitude, la relativité restreinte, et la gravitation.) Bel exercice me direz-vous, so what? N’est-ce pas une simple opération cosmétique destinée à me faire plaisir?

Pour emporter l’adhésion, il faudrait faire un pas de plus : proposer quelque chose de neuf, s’engager dans un combat non encore tranché ; en bref, faire véritablement œuvre de philosophe, c’est à dire engager un pari. Comme le dit Desanti, « un philosophe c’est un flambeur ».

Et bien soit, relevons le défi. Et pour ce faire, je vais tenter de montrer en quoi notre façon de voir permettrait d’orienter les recherches dans trois domaines qui forment véritablement une « catastrophe » en sciences physiques, au sens où, il y a plus d'un siècle nous connûmes la catastrophe de l’ultra-violet.

A savoir : la matière noire, l’énergie noire et les courants noirs.

  • Le concept de matière noire. Avez-vous déjà observé le tourbillon de lait qui se forme dans votre café lorsque vous le touillez avec votre petite cuillère ? Les bras de votre tourbillon tournent moins vite, ils « traînent » par rapport au centre. Et bien, ce n’est plus vrai pour les galaxies : les bras vont trop vite. Et pour expliquer ce phénomène, le plus simple est de faire appel à une étrange « masse noire » qui donnerait plus de poids à ces extensions, comme on leste une fronde avec une pierre. La difficulté étant que de cette masse, pourtant 5 fois plus importante que toute la masse « visible » de ce même univers, nous n’ayons aucune expérience.
  • Le concept d’énergie noire est quant à lui attaché au fait que l’expansion de l’univers ne semble pas ralentir. Imaginez une goutte d’eau : la force d’attraction au sein des molécules assure sa cohérence et empêche l’éclatement de ladite goutte d’eau, d’autant plus qu’il existe un « effet de bord » en surface. Et bien, contrairement à cette goutte, notre univers continue d’exploser, depuis l’instant du Big Bang. Là encore, pour continuer d’utiliser nos équations, il faut faire intervenir une « énergie » noire dont nous n’avons aucune expérience.
  • Le concept de courant noir, assez récent, qualifie des mouvements d’amas de galaxies, qui ne peuvent s’expliquer par le modèle standard de notre univers. Pour venir à bout de ces perturbations, le pas est ici pratiquement infini puisque d’un univers solitaire, nous passons au concept de « multivers », dans lequel notre propre univers serait aussi perdu qu’une goutte d’eau dans une pluie d’orage. Les courants noirs seraient alors dus à l’influence de ces autres univers ; qui hors de ces interférences, nous seraient inaccessibles.

La première remarque que l’on peut faire c’est que d’un phénomène à l’autre, les corps en jeu diffèrent d’un ordre de grandeur : galaxies / univers / multivers et que l’on conserve pour expliciter leurs évolutions les équations écrites pour décrire des phénomènes limités à l’origine, à notre système solaire… Nous y reviendrons.

Mais avant tout, intéressons-nous à la position du chercheur dans cette phase d’incertitude qu’il traverse. Dans chacun des trois cas, il est en position ex-ante par rapport à la réponse qu’il entend tirer de ses recherches.

Commençons par la matière noire.

Comment caractériser l’étonnement du chercheur confronté à ce choc du Réel : les bras des galaxies tournent trop vite ? D’où vient son étonnement ? De son expérience de notre monde quotidien. En effet, la théorie de la gravitation est parfaitement adaptée à notre échelle ; mais à l’échelle d’une galaxie, il y a contradiction. Simplifions encore : la « masse » d’un corps, représente celui-ci de façon adéquate dans les équations de la théorie de la gravitation, à notre échelle, mais cette « masse » ne suffit plus à la description d’un corps de la taille d’une galaxie.

Situation que l’on peut comparer à celle décrite dans le mythe jivaro de la potière jalouse. En effet, l’engoulevent est pour les jivaros le symbole de la femme, parce que comme elle, il est jaloux et criard (désolé, c’est un jugement jivaro.) Mais par ailleurs, la femme est bien autre chose, potière par exemple, c’est à dire précise dans ses gestes et soigneuse, ce qui est en contradiction avec le caractère de l’engoulevent. Il y a donc un moment où le symbole « engoulevent » cesse d’être pertinent, de même qu’il y a un moment où la masse cesse d’être pertinente pour caractériser un corps. Je ne vais pas refaire ici le développement que vous trouverez en détail dans « l’Homme Quantique », pour aller directement à la conclusion : pour résoudre la contradiction, il faut en quelque sorte « déconstruire » le concept de masse (au sens de Derrida), et (c’est l’originalité de Lévi-Strauss) cet acte de déconstruction est en lui-même fondateur du niveau Imaginaire où l’on peut représenter l’inimaginable précédent. Voilà pour le principe, dans le cas d’espèce, nous arrivons à ceci :

  • Soit DM la marque de notre propre position ex-post par rapport au discours épistémologique que nous tenons ici;
  • Soit Im le niveau Imaginaire, où nous développons la présente thèse ;
  • Soit Ic le niveau Imaginaire où je situe, dans mon discours, notre chercheur ;
  • Soit Ig le niveau où je situe ma description des mouvements d’une galaxie ;
  • Soit In le niveau où Newton a développé sa théorie de la gravitation (avec le concept de masse grave, dont nous avons déjà discuté ici.)

Lorsque notre chercheur est dans l’expectative, en position ex-ante, et que j’estime pouvoir en rendre compte, comme je l’ai fait précédemment, nous avons :

  • DM > Im > Ic > In selon mon propre discours ;
  • S > Ic > In selon le point de vue du chercheur.

L’évolution du chercheur consistera à structurer selon une nouvelle théorie Ig le niveau Imaginaire permettant de représenter les mouvements qui pour l’heure lui échappent, ce qui se traduira par le saut diachronique suivant :

  • DM > Im > Ic > In => DM > Im > Ic > Ig > In selon moi ;
  • S > Ic > In => S > Ic > Ig > In, mouvement vécu par le chercheur dans le moment de sa découverte.

Ce que nous dit Lévi-Strauss de ce saut diachronique, c’est que la constitution du niveau Ig résulte de la déconstruction de la notion de masse grave. Ce que l’on a schématisé, dans « L’Homme Quantique » par ce type de schéma :

La cosmologie « noire », une question de taille !

Pour l’instant (S>Ic>In) ; le concept de masse est un élément défini au niveau In de l’Imaginaire. La notion de matière noire, complémentaire de celle de masse grave forme avec cette dernière un symbole ambivalent (masse grave & matière noire) au niveau S (Symbolique) de notre chercheur, et que j’explicite, moi en Im

Mais, dans le recul diachronique qu’il doit accomplir : S > Ic > In => Ic > Ig > In, ce symbole indéterminé pour l’heure, génèrera le nouveau niveau Ig.

Qu’est-ce à dire ? Ceci : les concepts masse grave(en In-1) et matière noire (en Ig) ne sont pas des concepts de même niveau Imaginaire (l’un comme élément d’une théorie, l’autre constituant la source d’une théorie); il y a nécessairement de l’un à l’autre un saut diachronique, de même qu’entre masse inerte et masse grave il y a également un saut diachronique, que nous avons décrit (cf. : la gravité : une question de poids !)

Tout ceci n’est qu’un rappel de ce que nous avons déjà exposé.

Et c’est ici que, revenant sur notre première remarque concernant la taille des corps pris en considération, je place mon pari : si, pour passer du concept de masse inerte à celui de masse grave, il faut passer d’un niveau Imaginaire où nous pouvons représenter la vitesse à celui où nous pouvons représenter une accélération (voir ici); alors, pourquoi ne pas envisager qu’à partir d’une certaine taille, il faille prendre en compte les variations de l’accélération ? C’est à dire que les équations à rechercher devraient mettre en relation ce nouveau concept de matière noire avec la dérivée troisième de l’espace par rapport au temps. Ce point de vue expliquerait qu’il nous soit impossible de repérer la matière noire, dans la mesure où nous négligeons dans nos équations les dérivées de troisième ordre.

Comment vérifier cette hypothèse ? En cherchant à partir de quelle masse l’effet à expliquer se manifesterait. Grâce au télescope Hubble, la vérification devrait être assez simple, en explorant systématiquement les galaxies spirales.

L’énergie noire :

Dans cette recherche, la situation du chercheur est similaire à la précédente, et le domaine à explorer devrait lui aussi impliquer un saut diachronique du même ordre que le précédent. En effet, si les concepts de matière et d’énergie noirs sont dans le même rapport diachronique que ceux de masse et d’énergie (du type E= mc2 ou E= ½ mv2) ; alors le saut qui porte de la masse grave à la matière noire se répercute dans le domaine de l’énergie.

Dans cette optique, l’énergie noire dépendrait d’un accroissement de l’accélération de l’expansion de l’univers. Question : a-t-on une idée de la valeur de cette accélération, et de la masse impliquée dans ce mouvement d’ensemble ?

Le courant noir :

Notre dernier chercheur est toujours dans la même situation, et la solution passe toujours par un saut diachronique, mais ici, celui-ci est tout à fait radical, puisqu’il nous fait passer d’un univers unique à un « multivers ». Saut qui n’a plus rien à voir avec une complexification de notre représentation du mouvement (i.e. : incluant les dérivées troisièmes du temps) ; mais concerne la différence qui s’établit entre un élément et le groupe qui le contient. Autrement dit, nous en revenons à des considérations quantiques. Le photon se différencie d’un champ par un phénomène de décohérence ; de même en est-il sans doute au niveau d’un multivers, vu ici comme un « champ », dont notre propre univers pourrait se détacher. C’est dire que l’influence d’un univers sur un autre doit être vu comme la conséquence de leur intrication au niveau diachronique supérieur de ce multivers. On retrouverait à cette échelle le paradoxe EPR…

Les deux premières recherches peuvent être vues comme des « émergences » de concepts nouveaux, le dernier cas comme une décohérence (cf. : émergence et décohérence), ce qui ouvre une discussion philosophique intéressante, concernant les limites de notre Imaginaire...

Vous voyez que l’on pourrait sans doute broder quelque peu sur le sujet et même présenter une ou deux thèses intéressantes (avis aux amateurs). Mais, notre propos est autre : il s’agissait d’illustrer de quelle façon notre Imaginaire se structure pas à pas. Et les développements en discussion parmi les scientifiques ne semblent pas remettre en cause l’universalité de la forme canonique des mythes de Lévi-Strauss, comme le rôle essentiel que je lui attribue dans « L’Homme Quantique »… Bien entendu, tout ceci est sur la place publique pour en discuter. Dans l'attente, il me semble avoir suffisamment nettoyé les os qu'il nous fallait sacrifier aux dieux de la physique, pour nous laisser le loisir de revenir à la chair du discours, cette métapsychologie à laquelle Freud aspirait.

Bon appétit

Hari

Nota du 12/03/2017: Il faudrait reprendre ce billet, afin de prendre en compte la théorie de la gravité entropique, (voir Leonard Cohen et gravité entropique) qui pourrait être une liée aux interrogations soulevées dans cet ancien billet. Ou, plus fondamentalement repartir du point où j'en suis de la théorie des catégories, avec cette notion de brisure de symétrie qui nous rattrape !

Commenter cet article

Hari 04/08/2014 22:19

Il y a encore un peu de viande autour de l'os; grattons donc.
Dire que l'on observe des particules élémentaires grâce à des objets d'un ordre de grandeur supérieure, l'observation s'effectuant lors d'un passage Ik => Ik+1, l'explication que le chercheur en retire est de type "émergence", voir à ce sujet l'article émergence & décohérence.
En revanche, concernant la matière noire, le chercheur ne peut espérer ce type d'explication. De fait, il se situe, ainsi que tout son (notre) environnement à un niveau inférieur au phénomène dont il souhaite rendre compte, de style:
Im<Imatière noire
C'est dire que l'explication des effets sous observation ,"par en-dessous", ne peut être que de l'ordre de la "décohérence" d'un état intriqué où (par exemple, mais ce n'est qu'une idée en l'air) matière&matière noire apparaitraient comme "intriqués.
Bon, là, je crois avoir bien dégagé tout autour du sujet, non ?

Hari 04/08/2014 22:36

La fatigue mes bons amis; la fatigue me rend approximatif.
Reprenons:
Dans le cas de la matière noire, le chercheur sera bien (lorsqu'il aura trouvé) en position ex-post; MAIS les outils qu'il utilise, les effets seconds observés (l'environnement comme je l'ai dit un peu vite), sont eux, bel et bien à un niveau de complexité (Imaginaire) inférieur à l'objet en observation:
I outils < I matière noire < I théorie =< Im
Mais la conclusion est la même: l'outil ne peut détecter qu'un effet de type "décohérence". Ouf, on y est.

Hari 04/08/2014 20:31

Je voudrais être plus précis encore quand à l'impossibilité théorique que je pointe ici: lorsque je détecte des particules ou sub-particules grâce aux gouttes d'hélium que gardent la trace de leur passage dans une chambre à bulles, par exemple. Le schéma est le suivant:
Iparticules < I gouttes < I expérimentateur.
Très explicitement, les gouttes peuvent être d'un ordre de grandeur très supérieur à celui des particules. S'ajoutent alors, aux effets que l'on désire détecter, des effets indésirés, dus à l'échelle d'observation: en particulier, les gouttes en question ralentissent dans le champ électro-magnétique qu'elles traversent, peut-être même sont-elles soumises d'une façon détectable à la gravitation; alors qu'à l'échelle quantique les objets que l'on désire mettre en évidence, sont caractérisés par des effets plus primitifs que l'accélération et/ ou la gravitation (c'est un point à creuser, une possibilité à explorer.)
Quoi qu'il en soit, la situation est autre dans le cas de la matière noire:
I particules secondes < Imatière noire < I expérimentateur.
Dans ce cas, les particules sont d'un niveau Imaginaire inférieur à celui où l'effet de la matière noire peut être décrit. Donc l'effet que l'on cherche à décrire se volatilise dans cette descente diachronique.
Voilà pourquoi l'impossibilité que je pointe n'est pas d'ordre pratique, mais bel et bien théorique.

Hari 04/08/2014 20:16

J'aimerais aller un peu plus loin quand à la possibilité de détection de la matière noire par les moyens actuellement employés. Toujours dans le but de formuler des prédicats qui puissent être invalidés par l'expérience.
Je dis, en l'espèce, que notre environnement (de la taille d'un système solaire, pour fixer quelqu'ordre de grandeur) n'est pas à une échelle suffisante pour que l'on puisse y décrire les effet d'une hypothétique matière noire, c'est dire que ses effets n'y sont pas directement détectables. Et même que les mécanismes communs mis au point pour détecter des particules telles des neutrinos, de l'anti-matière et que sais-je encore, ne sont pas adéquat. La matière noire ne jouerait pas dans la même cour que la matière (et l'anti-matière) ordinaire. En particulier un outil quelconque qui serait à notre échelle serait par principe inadapté.
Pour faire image (mais cela reste une image) il est impossible d'imprimer une plaque photo avec une lumière inactinique, parce que la gamme de fréquences, l'énergie de chacune des particules dont elle se compose n'est pas suffisante pour déclencher l'effet nécessaire à l'impression. C'est ce qui fût à l'origine de la mécanique quantique (l'effet photo-électrique etc...).
Nous aurions ici une situation similaire, toute proportions gardées: la masse noire présenterait des effets visibles sur des corps "de l'ordre" de la galaxie. Pour la mettre en évidence, il faut donc travailler sur des "outils" ou des "révélateurs" du même ordre.
De même qu'un effet de loupe gravitationnelle se repère sur des corps d'une taille "de l'ordre" d'une galaxie, et sans doute peut-on en voir les effets à plus petite échelle, avec des corps "de l'ordre" d'une fraction de soleil. Mais pas avec une paire de lunettes. Il faut passer à autre chose pour expliquer la déviation des rayons lumineux par la matière vitreuse.
Disons que nous cherchons à mettre en évidence la matière noire avec une paire de lunettes; ce qui, à mon sens est, non pas seulement pratiquement, mais théoriquement, formellement, impossible. C'est çà ma réfutation des expériences en cours... Dans l'attente d'une réfutation, bien entendu.