L'univers holographique : un mythe moderne

Publié le par Hari Seldon

«Mais que faisais-tu dans un colloque de psychanalystes ?» s’étonne mon amie K.

Nous déjeunions dans son restaurant chinois préféré, en attendant de prendre mon train pour rentrer à Saintes. Je n’avais pas revu K. depuis quelques mois, et ce voyage à Paris, c’était l’occasion de mettre à jour le fil de nos histoires ; de nous synchroniser. Je lui parlais donc du colloque de Dimpsy,  de Cerisy et encore de la rencontre en juin avec les amis d’Abellio.

Question me renvoyant à Miona Mugur-Schächter qui me demandait également le but de ma démarche. Mais surtout, et je ne comprenais pas trop pourquoi sur le coup, elle me renvoyait à un article traitant de l’univers holographique, dans le magazine «Ciel et Espace».

Ce même week-end, en effet, en squattant chez mon ami M… pour l’occasion, nous en vînmes à parler du télescope qu’il se propose d’acquérir. Un petit bijou, muni d’un miroir de 53 cm dont il me montre la photo dans son magazine. Et mon œil dérappe sur le titre d’un article : l’univers holographique.

Surprise : je n’en ai jamais entendu parler.

Puis, en lisant l’article, au fur et à mesure que j’en déroulais le fil aboutissant à ce concept, je me retrouvais en terrain connu. Non que j’eusse quelque lumière que ce soit sur le fond du discours, évidemment, mais sa forme même, cette manière de résoudre un problème, me ramenaient à la place du discours dans nos représentations. Et d’une certaine manière cet article mettait notre colloque cul par-dessus tête. Tandis que nous dissertions de l’impuissance du discours, face à la puissance du virtuel, certains théoriciens en viennent à regarder le Réel comme un reflet du discours.

Ce n’est plus l’ombre du monde dans la caverne de Platon, mais cette même ombre qui projette la réalité...  Au commencement était le verbe… Un pas de plus et c’est les frères Bogdanov…

Comment pourrait-on s’exhonérer d’analyser les fondements psychologiques d’une telle théorie ?

Et donc, oui, il importe de porter un regard de psychanalyste sur les théories de la physique, de même que l’on doit s’assurer en psychanalyse d’utiliser des concepts qui aient une certaine « consistance » et, pour le dire clairement, ne pas couvrir du terme de « topologie » n’importe quoi.

Et, oui, je m’arroge le droit d’explorer la ligne de démarcation entre psychique et physique en prenant appui tantôt d'un côté, tantôt de l'autre.

Voilà ce que cristalisait en moi la question de mon amie. Et depuis, je cherche le temps de revenir sur cet « univers holographique ».

En lisant cet article, je repensais à la Potière jalouse. Ce n’était pas clair, mais ma tournure d’esprit me portait à rechercher dans cette théorie, une réponse à un questionnement mythique dans sa forme. Très vite, j'imaginais une congruence entre cette théorie physique, et ce que je ne me suis pas encore décidé à exprimer sous forme canonique dans la théorie des catégories (voir article #6). Mon idée est simple : ce qui reste implicite, (et donc inconscient) dans le langage mathématique, se retrouve dans toutes les utilisations que l’on en fait, et se manifeste d'autant plus que l'on s'enfonce dans la théorie, que l'on s'éloigne de l'expérience vécue. Au point de rejoindre nos grands mythes ancestraux, qui mettent en scène, depuis la nuit des temps nos plus primitives interrogations. En ce sens, ce concept d'univers holographique est comme l'acmé d'une évolution en physique qui se reboucle sur le pouvoir créateur du verbe... Au début était le verbe. Ce retour caractérisant notre bon vieil automatisme de répétition freudien, indique sans détour que la théorie en question ne bouleverse en rien notre façon de penser, mais au contraire se ressource au plus profond de la pensée mythique.

Reste à montrer ce lien. Vous comprenez maintenant pourquoi je rumine ceci depuis plus d’une semaine, en décapant et ponçant patiemment mes persiennes avant qu’il pleuve.

Pourquoi une telle entrée en matière avant d’arriver au cœur du sujet me direz-vous ? Parce que j’éprouvais, en écoutant mon amie, un sentiment que j’ai appris à reconnaître il y a déjà quelque temps. L'impression que les choses viennent d'elles-mêmes se lier entre elles pour faire sens et qu'il suffit d'être attentif pour mettre le doigt dessus (voir l’article « le hasard et la nécessité »). La parole de mon amie était comme le coup de baguette du maître zen sur l'épaule de l'élève qui somnole en faisant zazen : soit attentif c'est là, sous ton nez.

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Nous sommes dimanche 16/10, je suis passé des persiennes au ponçage du salon, et cette activité m'abrutit complètement. Je reste des heures entières, le nez sur mon mur, à tenter de voir disparaître les traces de colle que j'encrasse à plaisir du plâtre arraché par le papier de verre. Tâche ingrate et déprimante, sans aucune satisfaction à attendre, puisqu'il s'agit d'une "préparation", dont l'effet le plus accompli sera de se faire oublier sous les couches de peinture. Mon cerveau s'embrume au fur et à mesure que j'avance. Et je n'arrive toujours pas à bout de mon propos. Je ressens juste une pulsion qui me pousse à écrire, ici et maintenant, pendant que je somnole à moitié, à l'heure de la sieste, avant de revenir à mon mur qui doit être terminé avant que la lumière ne décline.

Réfléchissons donc en veilleuse, en position ex ante puisque je n'ai pas encore la suite de mon développement (à noter que, si vous le lisez, j'en serais venu à bout, et donc en position ex post). Et c'est ça qui m'excite: la perspective d'y arriver, et qu'une fois le saut réalisé, mes divagations oubliées comme mon ponçage sous la peinture, tout ceci me paraitra évident. Mais j'aurai perdu à jamais cette petite inquiétude que fait naître en moi la peur de ne pas y arriver. Un peu comme le joueur de poker au moment de miser.

Profitons de mon semi assoupissement pour raisonner au raz des pâquerettes. J'ai l'intuition d'un lien entre ce que j'ai dit de mes premiers pas dans la théorie des catégories, et cette façon d'imaginer la réalité comme un reflet de ce que l'on en sait. L'idée brute qui s'impose à moi, c'est celle des tous débuts de l'arithmétique (je recherchais les références plus tard). Or donc, entre le Tigre et l'Euphrate, les maquignons de l'époque (environ -4000 avant JC), par la force de l'urbanisation et l'avènement des échanges sur les marchés, ont été amenés à comptabiliser les animaux qu'ils vendaient (ou achetaient). Ils représentaient chaque tête de bétail par une petite bille qu'ils regroupaient dans une "bourse" en argile fermée et cuite. Le nombre de têtes sur lequel portait l'acte de vente était ainsi "scellé" au sens propre. L'inconvénient du système étant que pour avoir connaissance du nombre en question, il fallait casser la bourse afin d'accéder aux billes. Pour se simplifier la vie, les scribes en virent à inscrire sur l'argile de la bourse un trait pour chaque bille qu'elle contenait. Il suffisait alors de compter le nombre de traits pour connaître le contenu de la bourse... Et de fil en aiguille, on en vint à l'idée qu'il n'était nul besoin de ces billes puisque les traits sur l'enveloppe suffisaient à donner l'information souhaitée; et l'on s'exonéra de réaliser ces bourses bien encombrantes, en se contentant de tracer ces traits sur des tablettes planes.

Or, lorsque j'ai pris l'exemple d'une boite d'allumettes d'où je retirais une par une des allumettes, pour discuter des premiers éléments d'arithmétique, j'étais un peu dans un dispositif du même genre: une "bourse" d'où je tirais des "éléments", donc une information. Et nos inventeurs de cette théorie d'un monde holographique sont également dans la même situation : un trou noir, inaccessible d'où ils tirent une information, qui s'inscrit sur ce qu'il est convenu d'appeler "l'horizon" du trou noir.... J'ai ici le bout de mon fil conducteur... La suite après ponçage.

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Nous sommes mercredi 19/10. Réveil un peu morose dans la perspective de passer ma journée à terminer la peinture du petit salon. Mais, dans les brumes du réveil, le lien entre ces réponses que sont d'une part un langage (la théorie des catégories en maths) et de l'autre cette théorie physique, s'est présenté sous cette forme:

"Si je constate que l'objet référé peut disparaître quand le référant continue d'exister, alors n'est-ce pas parce que le référant est cause du référé ?"

Nous retrouvons notre petit Ernst jouant au "fort/da", n'est-ce pas? À l'âge où l'on prend conscience de la permanence des objets. Plus fondamentalement,  tout tourne autour d'une articulation entre existence et temps. Avec le constat d'un décalage entre les deux. Avec un renversement de perspective entre le moment de la "prise de conscience", lorsque l'objet se détache du Réel, pour m'interpeler et celui où il disparaît à ma vue sans s'effacer de ma mémoire.

  • Lorsqu'il m'apparaît, j'en induis qu'il est cause de ma perception, et qu'il préexiste à l'expérience que j'en ai,
  • Lorsqu'il disparaÎt, je peux me le remémorer. Mais alors, n'est-ce pas moi qui le recrée, ainsi ? N'est-ce pas l'idée que j'en ai, qui me permet de le reconnaître ?

Cette question, un peu radicale lorsque l'on s'intéresse à l'objet réel, Socrate la soulevait déjà  dans le Menon, au sujet des idées elles-mêmes.

Vous voyez toutes les résonances de cette question, n'est-ce pas ?

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Dimanche 23/10. Je viens de passer 3 heures sur cet ordinateur à faire une présentation des trous noirs, effacée, comme absorbée par un trou noir dans cet internet où, contrairement au monde quantique, les informations se perdent ! Pas le courage de reprendre.

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Mercredi 26/10. Pose: j'attends que la peinture des encadrements de fenêtres sèche avant de reprendre le ponçage de la chambre. Et j'avoue renâcler un peu devant cette perspective. D'où mon retour en ces lieux. En fait, cette perte de mon intro sur les trous noirs est une bonne chose: c'était un pensum reprenant ce que j'avais grignoté sur internet. Je vous suggère donc de voir directement cette vidéo bien plus intéressante de Jean-Pierre Luminet (Trous noirs et énergie sombre), pour nous recentrer sur notre point de vue. Nota: Je m'y réfèrerai en indiquant le passage  ex: JPL 23'08".

Qu'est-ce qu'un trou noir? C'est un concept de la théorie de la relativité générale (celle qui voit la gravité comme l'effet d'une déformation de l'espace-temps). Un trou noir est la cause d'un point singulier dans l'espace-temps (voir JPL 3'10"). L'idée la plus sensible que l'on puisse en donner, serait la déformation d'un membrane élastique sur laquelle on appuierait avec une tête d'épingle. À ceci prêt que seule la déformation de la membrane est visible; la tête d'épingle, quand à elle, sa cause, reste inaccessible. Pour une raison élémentaire: la gravité autour de ce point focal est si forte qu'elle attire la lumière elle-même. D'où le nom de "trou noir".

Arrêtons-nous un instant sur cette première définition: ne voyez-vous pas l'analogie avec ce que Lacan appelle le "Réel"? Quelque chose qui percute notre Imaginaire, qui nous interpelle, qui nous surprend ou nous traumatise, sans que nous y ayons effectivement accès autrement que par ses effets. Un trou noir en physique est aussi inaccessible que le Réel pour Lacan.

Et je reprendrai volontiers à partir de maintenant (je le note ici pour le développer plus tard), le concept "d'horizon" pour définir la séparation Réel/Imaginaire. Mais revenons à nos moutons.

Que "savons-nous" d'un trou noir? 3 choses: sa masse, son moment angulaire et sa charge. En fait, pour les "trous noirs de Kerr" (JPL 30'20"), c'est à dire ceux qui intéressent l'astrophysique, la charge est nulle. Nous restent donc deux concepts (masse et moment angulaire) relatifs à une caractérisation spatiale de cet objet, en dernier ressort: la courbure de l'espace qu'il provoque, et sa rotation sur lui-même (rapporté à l'espace environnant). Nous retournons toujours à notre interrogation sur ce qu'est la rotation (voir précédents billets : concernant les objets de la géométrie, ou encore les symétries). Les théoriciens ont également trouver une loi très simple qui relie le rayon de l'horizon d'un trou noir (horizon au-delà duquel la lumière se perd dans ce trou noir) et sa masse: R = 3km x M/Ms avec : R= rayon de la sphère horizon, M/Ms= la masse du trou noir exprimée en masses solaires. L'unité c'est le km. C'est à dire, par exemple, qu'un trou noir de la masse de notre Soleil aurait la taille d'une sphère de 3 km de rayon. La masse de la Terre tiendrait dans un dé à coudre...

Voilà, c'est tout ce que l'on peut en "savoir", toute l'histoire de la masse qui s'est ainsi agrégée pour créer ce trou noir s'efface dans cette création (JPL 24'30" et JPL 28'30"). C'est dire que cet objet est le plus simple que l'on puisse imaginer. Bien moins complexe, par exemple qu'un morceau de sucre, toujours en reprenant l'exemple de JPL à 29'05.

Bien, voici le décors planté, maintenant nous pouvons suivre le drame.

Dans la cosmologie, un trou noir absorbe tout ce qui en approche, donc sa taille ne peut que croître avec le temps (JPL 30'30"). Et ce rapport univoque au temps rappelle la seconde loi de la thermodynamique, selon laquelle l'entropie d'un système isolé croît avec le temps (à noter que l'aire de l'horizon augmente dans la mesure où le trou noir n'est pas isolé, ou tout au moins, n'est isolé que de l'intérieur vers l'extérieur, ce qui n'arrête pas nos scientifiques...passons). D'où l'idée d'un rapport entre la surface de l'horizon d'un trou noir et la mesure de son entropie.

Et les théoriciens de la mécanique quantique (notez ce changement de paradigme: on quitte la relativité) ont établi que toute l'information de ce qui traverse la surface d'un trou noir s'inscrit sur celle-ci. Très précisément, si l'on pave cette aire avec de pavés élémentaires de Planck (de 10-66 cm2), 4 pavés élémentaires sont utilisés pour inscrire un bit d'information (JPL 31'20"). Ce qui permet de voir ces trous noirs comme des "réservoirs d'entropie", qui absorbent l'information de ce qui vient les nourrir.

Vous voyez comment ce concept de trou noir nous renvoie aux origines des mathématiques : nous ne pouvons rien savoir d'un trou noir par observation directe, mais nous pourrions tout savoir en déchiffrant les informations récoltées sur l'aire de son horizon. Tout comme nos marchands pouvaient connaître le nombre de billes dans une bourse scellée, en lisant les inscriptions sur son enveloppe. Et cet objet infiniment simple (une masse & un moment angulaire) dans ses effets immédiats, est potentiellement porteur d'un discours immense. Dit autrement: il se charge de sens lorsque l'on s'en extrait, de même que pour initier la structure du discours mathématiques, j'ai commencé par extraire des allumettes d'une boite noire. De même qu'un contact avec le Réel (la tuchê de Lacan), se charge de sens dans mon Imaginaire...

Or donc, et c'est ici que le drame se noue, en 1975 Stephen Hawking, s'intéressant aux micro-trous noirs (à l'échelle quantique), s'aperçoit que ces derniers s'évaporent. C'est lié à des effets du type effet Hall ou effet tunnel qui ne peuvent s'observer qu'à cette échelle. On parlera de "rayonnement Hawking". Ce qui, aux yeux de Hawking lui-même à cette époque, apparaît comme un paradoxe. En effet, cette "évaporation", et à la limite, cette possible disparition d'un trou noir, conduiraient à la disparition d'une certaine quantité d'information (voir cet article de Futura Sciences pour plus de détails).

Paradoxe car pour la mécanique quantique l'information se conserve. (nota: Il faudra que je remette ceci en perspective par rapport aux différents principes de conservation que nous avons déjà rencontré et en connection, sans doute avec le théorème de Noether!). Bref, c'est pour répondre à cette interrogation de Hawking, qui perdit à l'occasion un pari devenu célèbre, que s'est développé cette idée que l'information est "contenue" dans l'aire de l'horizon du trou noir: L'information augmente (l'aire se dilate) lorsque quelque chose prénêtre dans le trou noir, et diminue lorsque quelque chose "en sort" (ce qui ne peut être du qu'à un phénomène quantique). Voir JPL 30'.

Et l'idée d'hologramme dans tout ceci? Me direz-vous. Très simple: il s'agit d'un reversement de perspective. Le trou noir lui-même ne peut accéder à l'horizon qui le sépare à jamais de l'univers extérieur, et qui pourtant contient toute l'information le concernant. Si donc, nous considérons notre propre Univers comme fermé sur lui-même, ne sommes-nous pas dans la même situation que notre trou noir ? Autrement dit, toute l'information concernant notre univers n'est-elle pas inscrite sur un "horizon" qui nous resterait inaccessible depuis cet intérieur où nous nous trouvons... Vous voyez maintenant pourquoi tout ceci se retrouve dans la genèse: au début était le verbe... Et cette bascule intérieur / extérieur nous ramène directement aux plus anciens mythes indiens de pipes et de sarbacanes, dont nous parle Lévi-Strauss dans Histoire de Lynx (voir: l'Homme quantique):

« ... Sinon, comment comprendre la récurrence d’un même schème dans des cultures des deux hémisphères que rien par ailleurs n’autorise à rapprocher ? Illustrée en Amérique du Sud par la sarbacane, en Amérique du Nord par la pipe, la notion de tube ou de tuyau est le point de départ d’une transformation à trois états : 1. Le corps du héros entre dans un tube qui le contient. 2. Un tube qui était contenu dans le corps du héros en sort. 3. Le corps du héros est un tube soit où quelque chose entre soit où quelque chose sort. D’extrinsèque au début, le tube devient intrinsèque ; et le corps du héros passe de l’état de contenu à celui de contenant. »

Ici, le "trou noir" est à l'extrémité d'un puits ou tube dans l'espace-temps par où s'échappe la matière, tandis que nous sommes, nous, au fond d'un trou par où l'Univers est advenu.

Nous avons bien là une boucle intellectuelle qui nous fait retrouver des chemins déjà empruntés, comme les Dupondt retombant sur leurs traces (dans "Tintin au pays de l'or noir" et dans "On a marché sur la Lune").

L'univers holographique : un mythe moderne

Je ne peux m'empêcher de penser -et je m'excuse de cette trivialité- à l'histoire de la blonde qui se plaint à son docteur d'avoir mal partout: "lorsque je touche mon genou, j'ai mal, et ici lorsque je touche mon oreille, et là mon bras. Qu'est-ce que c'est docteur? Vous avez le doigt cassé chère Madame." Et bien lorsque l'on s'étonne de la sagesse des anciens, de l'harmonie universelle, ou de retrouver sous de nouvelles formes d'anciens archétypes, il convient de se demander si nous mettons à jour une loi de la nature ou si la théorie en question n'est pas simple reflet de notre mode de penser.

Bon, d'accord, peut-être, me direz-vous, mais la pensée mythique dans tout ceci? Nos modernes savants ne sont quand même pas des marabouts ! Avant de répondre, tâchons de mettre en perspective la théorie holographique. Nous avons un observateur/ théoricien (en Im) qui occupe deux positions différentes, dans deux discours différents:

  • Lorsqu'il parle des trous noirs (objets inaccessibles, que l'on peut placer dans le Réel), il est au-delà de l'horizon du trou noir, et peut (virtuellement, ce qui nous ramène au colloque) y rapporter un discours, en lisant les informations contenues dans l'aire de cet horizon. À minima, il peut définir le poids et le moment angulaire du trou noir, et l'intégrer dans son Imaginaire. Il est donc en position ex-post par rapport à cette image du Réel; Réel (trou noir) < Imaginaire (horizon) < Im
  • Lorsqu'il parle de l'Univers, dont il peut se faire une idée, une théorie, l'horizon de l'Univers dans lequel il baigne, ne peut que lui échapper, par définition, puisqu'il est ce coup-ci en-deça de cet horizon. Inimaginable depuis cet intérieur. Par exemple, comment mesurer le moment angulaire de l'ensemble de l'Univers, sans repère extérieur? Il est donc en position ex-ante, par rapport au référé de cette théorie, qui de ce fait est en position Symbolique: Imaginaire (univers) < Im < Symbolique.

Et donc, dans ce renversement de perspective, si notre théoricien oublie de prendre en compte son propre changement de position, c'est la porte ouverte aux frères Bogdanov !

Maintenant, qu'est-ce qui séduit tant dans l'idée que l'explication du monde puisse être d'une dimension inférieure au monde lui-même (d'où l'analogie avec une image holographique)? Tout simplement la possibilité de s'affranchir du temps pour décrire l'Univers. Et donc, de contourner ce point aberrant qu'est le "Big Bang", bien sûr.

Revenons à notre trou noir et à la surface de son horizon qui fait du yo-yo, en fonction de ce qui le traverse dans un sens ou dans l'autre. Ces variations signent le passage du temps, comme la croissance de l'entropie indique la "flèche du temps" dont nous avait beaucoup parlé en son temps Ilya Prigogine. mais en ce qui concerne notre Univers, dans la mesure où il est "clos", l'information contenue sur la surface de son horizon est invariante, et donc détermine l'Univers ici et maintenant comme à son début, comme à sa fin... Et vous voyez, je l'espère comment la question de l'existence de l'Univers se reboucle sur la question du temps...

Je crois que je vais arrêter là ce billet. Il est déjà fort long, et je dois racheter du papier de verre pour terminer mes murs. Je reprendrai tout ceci sous forme canonique dans une suite à venir. Il suffira de bien formuler la question à laquelle répond cette théorie holographique...

Bonne rumination.

Hari

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Hervé 26/10/2016 18:53

"Il convient de se demander si nous mettons à jour une loi de la nature ou si la théorie en question n'est pas simple reflet de notre mode de penser" ou si encore notre mode de penser n'est pas tout simplement conforme à la nature du monde, auquel cas nous serions au même titre que tout le reste créateur, et des théories et du monde...

Hari 27/10/2016 22:57

Ma première réponse était un peu rapide, et votre commentaire en appelle d'autres. De deux sortes: 1/ On pourrait dire que la théorie holographique se rapporte à une "transcendance" de l'Univers. Votre remarque, au contraire en appelle à une immanence : quelque chose nous "pousse" à penser comme nous le faisons. C'est un point de vue que j'avais développé, dans le billet "la verbalisation de la chair". C'était aussi une approche "spinoziste", comme nous avons pu en parler à Cerisy. Et il y a sans doute une respiration entre les deux, qui tient à un changement, ou plutôt, une alternance de points de vue (ex post / ex ante). Vous voyez les développements philosophiques que l'on en peut tirer. 2/ Plus fondamentalement: Oui, nous pensons comme nous le faisons parce que nous sommes plongés dans la nature, et en un sens, nous en sommes une expression. Mais la question est celle-là: sommes-nous la seule voie possible? D'autres formes d'intelligence s'ordonneraient-elles en suivant les mêmes règles ? Voilà une question intéressante ! Non?

Hari 26/10/2016 19:07

Oui, tout à fait: il y a une mise en abîme. Ce qui rend, d'ailleurs, cette théorie intéressante. Je ne l'ai pas dit, mais c'est évident: mes commentaires ne sont en aucune manière une critique d'une telle théorie. Ce qui m'importe, c'est seulement d'en montrer l'anthropomorphisme. Ce qui, bien évidemment ne clôt nullement le débat. Heureusement !