Notre univers est trop vaste même pour la science-fiction la plus imaginative
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L’auteur de science-fiction le plus fou et le plus créatif peut essayer de toutes ses forces, mais il n’arrivera pas à imaginer la taille de notre univers.
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En tant qu’astrophysicien, je suis toujours frappé par le fait que même les récits de science-fiction les plus fous ont tendance à être distinctement à caractère humain. Si exotiques que soient les lieux ou les concepts scientifiques inhabituels, la plupart des ouvrages de science fiction finissent par évoquer des interactions, des problèmes, des faiblesses et des défis essentiellement humains.
Sommaire
Une science-fiction profondément humaine
C’est ce à quoi nous répondons; c’est ce que nous pouvons le mieux comprendre. En pratique, cela signifie que la plupart des travaux de science-fiction se déroulent dans des environnements relativement compatibles, sur une planète ou un vaisseau spatial. Le véritable défi consiste à lier l’histoire aux émotions humaines, à la taille et à l’échelle du temps, tout en capturant les énormes échelles de l’univers lui-même.
La taille de l’Univers ne manque jamais d’embrouiller l’esprit. Nous disons que l’Univers observable s’étend sur des dizaines de milliards d’années lumière, mais la seule façon de le comprendre, en tant qu’êtres humains, consiste à décomposer les choses en une série d’étapes, à commencer par notre compréhension viscérale de la taille de la Terre.
Un vol sans escale entre Dubaï et San Francisco couvre une distance d’environ 13 000 km, à peu près égal au diamètre de la Terre. Le soleil est beaucoup plus grand; son diamètre est un peu plus de 100 fois supérieur à celui de la Terre. Et la distance entre la Terre et le Soleil est environ 100 fois plus grande que cela, près de 160 millions de kilomètres. Cette distance, le rayon de l’orbite terrestre autour du Soleil, est une mesure fondamentale en astronomie; l’unité astronomique, ou AU. Le vaisseau spatial Voyager 1, par exemple, lancé en 1977 et se déplaçant à 17 kilomètres par seconde se situe maintenant à 147 UA du Soleil.
L’unité astronomique
Mais les étoiles sont beaucoup plus éloignées que cela. La plus proche, Proxima Centauri, se trouve à environ 270 000 UA, soit 4,25 années-lumière. Il faudrait aligner 30 millions de Soleils pour couvrir le fossé entre le Soleil et Proxima Centauri. Les Vogons dans Le Guide du voyageur galactique de Douglas Adams (1979) sont choqués par le fait que des humains ne se sont pas rendus dans le système Proxima Centauri pour voir la notification de démolition de la Terre; la blague est pour montrer à quel point la distance est incroyablement grande.
Quatre années-lumière se révèlent être à peu près égales à la distance moyenne entre les étoiles de la Voie lactée, dont le Soleil est un membre. C’est beaucoup d’espace vide ! La voie lactée contient environ 300 milliards d’étoiles, dans une vaste structure d’environ 100 000 années-lumière de diamètre. L’une des découvertes les plus passionnantes des deux dernières décennies est que notre Soleil est loin d’être unique en ce qu’il héberge une suite de planètes: il est évident que la majorité des étoiles de la Voie Lactée ressemblant à celles du Soleil sont entourées de planètes, beaucoup avec une taille et une distance de leur étoile parente leur permettant d’accueillir la vie telle que nous la connaissons.
Cependant, accéder à ces planètes est un tout autre problème: Voyager 1 arriverait à Proxima Centauri dans 75 000 ans s’il voyageait dans la bonne direction, ce qui n’est pas le cas. Les auteurs de science-fiction utilisent diverses astuces pour parcourir ces distances interstellaires: mettre leurs passagers en état de stase au cours de longs voyages ou se rapprocher de la vitesse de la lumière (pour tirer parti de la dilatation temporelle prédite par la théorie d’Albert Einstein sur la relativité restreinte). Ou bien ils invoquent la distorsion de l’espace, des trous de ver ou d’autres phénomènes non encore découverts.
Des univers insulaires
Lorsque les astronomes ont effectué les premières mesures définitives de l’échelle de notre galaxie il y a un siècle, ils étaient dépassés par la taille de l’univers qu’ils avaient cartographié. Au départ, il y avait un grand scepticisme sur le fait que ce qu’on appelle comme les nébuleuses spirales vues sur les photographies profondes du ciel étaient en fait des univers insulaires, des structures aussi larges que la Voie lactée, mais à des distances beaucoup plus grandes encore.
Alors que la grande majorité des histoires de science-fiction restent dans notre Voie Lactée, une grande partie de l’histoire des 100 dernières années de l’astronomie a été la découverte de tout ce qui est plus grand dans l’Univers. Notre voisin galactique le plus proche se trouve à environ 2 millions d’années-lumière tandis que la lumière des galaxies les plus éloignées que nos télescopes peuvent voir nous a été transmise pendant la plus grande partie de l’âge de l’Univers, environ 13 milliards d’années.
Nous avons découvert dans les années 1920 que l’Univers était en expansion depuis le Big Bang. Mais il y a environ 20 ans, les astronomes ont constaté que cette expansion s’accélérait, entraînée par une force dont nous ne comprenons pas la nature physique, mais à laquelle nous donnons le nom d’énergie noire. L’énergie noire opère sur les échelles de temps et de longueur de l’univers dans son ensemble: comment pouvons-nous capturer un tel concept dans une fiction ?
Les limites observables de l’univers
L’histoire ne s’arrête pas là. Nous ne pouvons pas voir les galaxies de ces parties de l’Univers pour lesquelles il n’y a pas eu assez de temps depuis le Big Bang pour que la lumière nous parvienne. Que se cache-t-il au-delà des limites observables de l’univers ? Nos modèles cosmologiques les plus simples suggèrent que l’Univers est uniforme dans ses propriétés aux plus grandes échelles et qu’il s’étend pour toujours. Selon une autre idée, le Big Bang qui a donné naissance à notre univers n’est qu’une des nombreuses explosions de ce type (et peut-être même infinies) et le multivers qui en résulte dépasse tout à fait notre compréhension.
L’astronome américain Neil deGrasse Tyson a déclaré un jour: L’Univers n’a aucune obligation de donner un sens à votre vie. De même, les merveilles de l’Univers n’ont aucune obligation de faciliter la tâche des auteurs de science-fiction à leur histoire. L’Univers est principalement constitué d’espaces vides et les distances entre les étoiles des galaxies et entre les galaxies de l’Univers sont incroyablement vastes à l’échelle humaine.
Saisir la véritable échelle de l’univers, tout en l’attachant aux efforts et aux émotions de l’homme, est un défi de taille pour tout écrivain de science-fiction. Olaf Stapledon a relevé ce défi dans son roman Star Maker (1937), dans lequel les étoiles et les nébuleuses, ainsi que le cosmos dans son ensemble, sont conscients.
Bien que nous soyons humiliés par notre petite taille par rapport au cosmos, notre cerveau peut néanmoins comprendre, dans une certaine mesure, à quel point l’univers que nous habitons est vaste. C’est un espoir car, comme l’a dit l’astrobiologiste Caleb Scharf de l’Université de Columbia: Dans un monde fini, une perspective cosmique n’est pas un luxe, mais une nécessité. Et le transmettre au public est le vrai défi auquel font face les astronomes et les écrivains de science-fiction.
Traduction d’un article sur Aeon par Michael Strauss, professeur d’astrophysique à l’université de Princeton.
Bonjour, ayant parcouru quelques articles de votre revue, je m’étonne qu’elle n’évoque pas les travaux de Jean-Pierre Petit. Cet ancien directeur de recherche du CNRS s’est spécialisé en cosmologie et a élaboré depuis plusieurs décénies un modèle cosmologique qu’il a dénommé Janus, avec un univers constitué de deux parties qui se repoussent l’une l’autre, l’une, la nôtre constituée de masses positives, et l’autre constituée de masses négatives, où le temps s’écoulerait dans le sens opposé, les distances y seraient 10 fois moins grandes et la vitesse de la lumière 10 fois plus élevée, ce qui rendrait possible les voyages interstellaires. La théorie de M. Janus permet d’expliquer plus de singularités que le modèle standard, sans recourir notamment à l’introuvable matière noire.
Julian Barbour, dont vous faites état des travaux, a repris pour une part cette théorie, sans mentionner JP Petit.
Merci de votre réponse.
Cordialement