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Non, l’univers ne meurt pas à petit feu !

La presse est toujours prompte à publier de gros titres fracassants, surtout en période estivale où l’actualité est particulièrement creuse. Depuis quelques jours, nous avons d’ailleurs droit à un florilège de d’actualités scientifiques aux titres plus racoleurs les uns que les autres : découverte de paréidolies martiennes en forme de crabe ou de femme nue, recherche d’un christ extra-terrestre, et maintenant l’annonce de la mort prochaine de l’univers, rien que cela ! Rassurons-nous, il leur sera difficile de titrer une ineptie encore plus grosse que cet avis de futur décès. Le lecteur rationnel aura d’ailleurs tôt fait d’écarter ces titres fantaisistes, et notera que s’alarmer au cœur de l’été d’un décès pronostiqué d’ici plusieurs dizaines de milliards d’années peut sembler particulièrement futile. Cependant, ces gros titres alarmistes présentent surtout un inconvénient gênant : ils sont tous mensongers et induisent dans l’esprit du grand public une mauvaise compréhension de la cosmologie. Car l’univers ne meurt pas, merci pour lui, il ne fait qu’évoluer. En plein cœur de ce mois d’août caniculaire, cette nouvelle toquade journalistique méritait donc bien une rapide mise au point.

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Galaxies observées à différents spectres d’émission par le projet Galaxy and Mass Assembly (GAMA)

Les nuits d’étés sont propices à l’observation de la voie lactée, magnifique panorama sur notre propre galaxie. Difficile de ne pas être frappé de fascination par ce spectacle éternel ! Cependant, même les étoiles finissent par mourir. Elles transforment progressivement dans leur cœur leur matière en énergie au cours du processus de fusion nucléaire, émettant en retour lumière et chaleur. Cette libération d’énergie diminue progressivement, signifiant tout simplement que les étoiles actuelles consomment leur hydrogène jusqu’à s’éteindre, selon un cycle de vie d’une dizaine de milliards d’années. En observant plus de 221.000 galaxies, les astronomes associés au programme internationale Galaxy and Mass Assembly (GAMA) ont traqué une portion d’espace d’une profondeur de 2,4 milliards d’années-lumière et analysé les images obtenues grâce à un balayage spectral dans 21 longueurs d’ondes différentes. Leurs résultats montrent que ces galaxies émettent de moins en moins de lumière, soit une baisse estimée d’un facteur 1,6 en quelques 2,4 milliards d’années.

Ce cycle de vie des étoiles a lieu depuis le Big Bang, événement primordial de notre univers. Mais pour que de nouvelles générations d’étoiles se forment, il faut que les gaz et poussières présents dans le milieu interstellaire ou issus de la mort d’étoiles de générations antérieures puissent former des nébuleuses, ces immenses objets célestes servant de matrices génératrices d’étoiles. Par phénomène d’agrégation gravitationnelle, ces gaz vont se condenser jusqu’à former de nouvelles étoiles. Hélas, à mesure que l’hydrogène interstellaire est consommé par de nouvelles générations d’étoiles, il se raréfie et les galaxies forment de moins en moins d’étoiles nouvelles. Seule exception à ce déclin : en cas de collision entre deux galaxies, le spectaculaire accident aboutit à une flambée d’étoiles !

Second phénomène également connu des astrophysiciens, l’univers s’étend de plus en plus vite. Mis en évidence en 1998 par les équipes de Saul Perlmutter et Adam Riess (récompensés d’un Prix Nobel de physique en 2011), le phénomène d’accélération de l’expansion de l’univers a été découvert en mesurant la distance de luminosité d’astres de magnitude absolue supposée connue. L’écartement constant de ces astres crée un décalage dans le rouge, c’est-à-dire diminuant leur luminosité. Les galaxies observées s’éloignent donc de notre Voie Lactée, et cette fuite en avant s’accélère ! Phénomène compatible avec les observations recueillies par le programme GAMA, les galaxies sont de moins en moins lumineuses et leur spectre d’émission tend vers le rouge.

Conséquence de ces deux phénomènes, les galaxies s’appauvrissent en hydrogène tout en s’éloignant de plus en plus vite les unes des autres alors que l’univers se dilate. Cela ne signifie pas la « mort » de l’univers, loin de là, mais sa transformation radicale. Dans un avenir extrêmement lointain, l’univers va progressivement s’éteindre alors que les étoiles se raréfieront, et sa température va diminuer. Pour expliquer ce phénomène à notre échelle, imaginons un gaz dans un cylindre fermé que l’on décomprime : sa température diminue selon les lois de la thermodynamique. A l’échelle du cosmos, le processus est comparable : l’univers tend donc à s’agrandir de plus en plus vite, alors qu’il se refroidit et devient de moins en moins lumineux. Un âge sombre et froid se profile, mais nullement sa mort !


La propulsion EM Drive enfin démontrée ?

En avril dernier, un groupe de physiciens du NASA Johnson Space Center annonçait avoir testé avec succès le principe d’une propulsion électromagnétique (EM Drive) dans le vide. Cette technologie futuriste de propulsion, qui défie les règles de la physique classique, pourrait ouvrir une toute nouvelle ère d’exploration spatiale grâce à la création de moteurs à très grande vélocité. Ainsi la Lune serait accessible en seulement quelques heures et une mission vers Pluton ne durerait que 18 mois (contre 9 ans de voyage pour la sonde New Horizons). Cependant, la technologie EM Drive suscite bon nombre d’avis sceptiques parmi la communauté scientifique. Une nouvelle étude allemande, présentée fin juillet lors de la conférence internationale de propulsion aéronautique et astronautique d’Orlando, viendra-t-elle lever les dernières réticences ?

Roger Shawyer dans son laboratoire. (c) Satellite Propulsion Research Ltd

Roger Shawyer dans son laboratoire. (c) Satellite Propulsion Research Ltd

Proposé en 2001 par l’ingénieur britannique Roger Shawyer pour la société Satellite Propulsion Research, l’EM Drive est une méthode de propulsion grâce à laquelle des micro-ondes électromagnétiques fournissent dans une cavité résonnante la conversion d’énergie électrique en énergie de poussée sans expulsion de propergol. En raison de son concept extrêmement avancé et de sa remise en cause de la conversion de la quantité de mouvement, le propulseur EM Drive laisse sceptique bon nombre de physiciens. A tel point que certains d’entre-eux crient même au charlatanisme ! Et pourtant, depuis quelques années, les premiers essais techniques menés par l’équipe de Shawyer semblent donner quelques résultats encourageants. En 2013, le professeur chinois Juan Yang publia un article démontrant la conversion d’une puissance électrique de 2,5 kW en une poussée de 720 mN. Il a été ainsi calculé que si l’EM Drive chinois se révélait totalement opérationnel, il fournirait assez de poussée pour compenser la perte progressive d’altitude de la station spatiale internationale (ISS). En attendant, chaque nouveau vaisseau spatial arrivant effectue ce travail en épuisant ses réservoirs.

Selon le Dr. White, leader du groupe de recherche NASA Eagleworks et travaillant sur la toute aussi hypothétique propulsion spatiale par distorsion, il une explication « physique » au phénomène mis en jeu par l’EM Drive. Il s’agirait d’une poussée due à l’énergie du vide quantique (l’état quantique au plus bas niveau d’énergie) selon un mécanisme de propulsion qui ne serait pas sans rappeler les ions propulsés par accélérateur magnétohydrodynamique (une méthode de propulsion spatiale électrifiant le propergol et le dirigeant grâce à un champ magnétique vers l’extérieur des turbines). Dans le modèle suggéré par le Dr. White, le propergol est remplacé par des particules issues du vide quantique, expliquant ainsi l’incompatibilité du phénomène avec les seuls principes de la physique classique.

Afin de mettre la théorie du Pr. White à l’épreuve, rien ne vaut l’expérimentation dans le vide. Paul March, un ingénieur du NASA Eagleworks, a récemment rapporté sur le forum scientifique NASASpaceFlight.com le test réussi d’un EM Drive dans le vide. La nouvelle a rapidement fait le tour du web, provoquant une vague de réactions enthousiastes et d’exagérations techniques : si l’expérience du NASA Eagleworks se voulait encourageante, la NASA n’en est pas encore rendue au stade de la fabrication d’un vaisseau spatial à propulsion EM Drive ! Comme toute vague médiatique, cette annonce a été accompagnée d’une contre-vague sceptique, de nombreux physiciens suspectant qu’une convection thermique liée aux micro-ondes était due à cette poussée mesurée durant les expériences chinoises et américaines. Mais les physiciens du NASA Eagleworks ont finalement débouté cette hypothèse sceptique, montrant que la poussée n’était due en rien à des phénomènes de conversion thermique.

Dispositif expérimental de l'équipe du Pr. Tajmar, Université de Dresde.

Dispositif expérimental de l’équipe du Pr. Tajmar, Université de Dresde.

L’affaire rebondit de nouveau fin juillet, lorsque Martin Tajmar, professeur à l’Université de technologie de Dresde, présente lors de la conférence internationale de propulsion aéronautique et astronautique d’Orlando les travaux de son équipe de recherche. Intitulée « Direct Thrust Measurements of an EmDrive and Evaluation of Possible Side-Effects » , sa présentation plaide en faveur des expériences précédemment menées par Shawyer, Yang et le NASA Eagleworks : « Our measurements reveal thrusts as expected from previous claims after carefully studying thermal and electromagnetic interferences, » note Martin Tajmar. « If true, this could certainly revolutionize space travel. » Des déclarations extrêmement encourageantes mais qui ne clôturent pas pour autant le débat : « Additional tests need to be carried out to study the magnetic interaction of the power feeding lines used for the liquid metal contacts, » précise-t-il. « Nevertheless, we do observe thrusts close to the magnitude of the actual predictions after eliminating many possible error sources that should warrant further investigation into the phenomena. Next steps include better magnetic shielding, further vacuum tests and improved EMDrive models with higher Q factors and electronics that allow tuning for optimal operation. »

La technologie EM Drive est considérée par certains physiciens comme impossible au vu de la physique classique. Pourtant, l’accumulation d’études et de rapports publiés au cours de ces quatorze dernières années tend à prouver que « impossible » ne soit pas le meilleur qualificatif pour désigner ce mode de propulsion futuriste ! Si les physiciens et ingénieurs parvenaient à développer un prototype de vaisseau spatial à EM drive, il serait possible de parcourir à peu près 100.000 kilomètres par heure. Soit la vitesse nécessaire pour rallier la Lune en quatre heures au lieu de trois jours, et atteindre Mars en deux à trois semaines au lieu d’un semestre ou plus. Un voyage à bord d’un vaisseau EM Drive propulsé à 10% de la vitesse de la lumière vers la célèbre étoile voisine Alpha du Centaure, située à 4,3 années-lumière, prendrait plusieurs décennies. De quoi rendre les missions interplanétaires habitées accessibles, voire même ouvrir la voie d’une vaste exploration robotisée interstellaire …

Demain, tous en week-end sur la Lune grâce à l'EM Drive ?

Demain, tous en week-end sur la Lune grâce à l’EM Drive ?


La science de Star Wars et la théorie physique de l’éther

Il y a bien longtemps, dans une galaxie lointaine, très lointaine… Ce célèbre préambule introduisant à l’écran les épisodes de la saga Star Wars projette depuis des décennies le spectateur dans un univers lointain, où la physique moderne semble particulièrement malmenée par des improvisations et exagérations scénaristiques de George Lucas. Le physicien Roland Lehoucq en a fait un de ses terrains de jeu préféré lorsqu’il les décrypte dans ses conférences pour notre plus grand plaisir. Mais ces incohérences scientifiques, qui font également partie du charme de cet univers de space fantasy, renvoient toutefois un questionnement théorique bien plus vaste : les lois de la Physique sont-elles respectées de la même manière dans tout l’univers ? Ou bien existe-t-il des zones alternatives dans lesquelles la physique de Star Wars deviendrait possible ?

Parmi les théories physiques pré-relativistes, il existe une notion désormais abandonnée stipulant qu’un milieu dénommé éther contribuerait à la transmission de la lumière et des principales interactions physiques. Dans l’Antiquité, l’éther était associée à l’idée de feu et de lumière. Éther était d’ailleurs un dieu de la mythologie grecque, personnifiant les couches supérieures du ciel, symbole de brillance et de pureté. Les philosophes grecs distinguèrent cependant dès Anaxagore l’air de l’éther. Platon le désigna comme la portion la plus pure de l’air, et Aristote le considéra comme cinquième élément alchimique. Ce dernier situa même l’éther aux confins des cieux, « là où se meuvent les astres ». Aristote remplit donc le premier notre vide spatial avec de l’éther.

La notion d’éther changea radicalement après les progrès de l’astronomie, à la fin de la Renaissance. Descartes élabora vers la fin du XVIIème siècle une théorie des tourbillons d’éther pour expliquer le mouvement des planètes. Cette physique qualitative revisite alors l’éther aristotélicien tout en réfutant l’idée d’un vide spatial. Il faudra attendre la gravitation universelle de Newton pour que ce modèle soit réfuté. Mais bien que satisfait de sa théorie, Newton ne se convainquit pas pour autant que deux corps puissent interagir entre eux sans médiation ou fluide intermédiaire, comme il l’écrivit dans ses correspondances. Ainsi, dans ses Principia, il conserva l’hypothèse d’une « espèce d’esprit très subtil qui pénètre à travers tous les corps solides. C’est par la force, et l’action de cet esprit que les particules des corps s’attirent mutuellement ». il s’agit de l’éther gravitationnel newtonien, dont les physiciens du XIXème siècle s’inspireront pour expliquer les différentes interactions entre corps physiques.

Depuis Huygens, Hooke et Descartes, la propagation de la lumière est attribuée à l’éther luminifère. Lorsqu’en 1801, Thomas Young chercha à interpréter l’interférence des ondes lumineuses comme résultante de la vibration de l’éther, ce milieu est alors défini par les physiciens comme « indétectable » ou subtil, permettant de diffuser la lumière des étoiles mais ne freinant aucun corps physique. En 1830, la théorie de Fresnel alors communément admise considérait la lumière comme une ondulation d’un éther. Cette affirmation permettait de rendre compte de la polarisation, d’expliquer l’expérience de Young et définissait l’éther comme un milieu solide et élastique dont les vibrations forment la lumière. Alors qu’il cherchait à unifier électricité et magnétisme, Maxwell introduisit en 1865 un modèle d’éther compatible avec les ondes électromagnétiques. Aussi en 1887, lorsque Michelson et Morley réalisèrent leur fameuse expérience, l’éther était devenu un principe physique théorique largement admis par la communauté scientifique. Hélas, les conclusions de leur expérience d’optique, sensée prouver l’existence de l’éther luminifère, contredirent toutes les prévisions théoriques. Les résultats de Michelson et Morley furent reproduits à plusieurs reprises alors que la technique était améliorée, tandis que les autres tentatives de mise en évidence de l’éther se soldèrent par des échecs.

Au début du XXème siècle, la communauté scientifique est partagée entre d’un côté les partisans de Larmor et Lorentz qui tentèrent de concevoir de nouvelles théories de l’éther plus abstraites, et de l’autre les scientifiques comme Poincaré qui rejetaient cette notion considérée comme inutile et dépassée. Le coup de grâce fut donné en 1905 lorsque Einstein publia sa théorie de la relativité restreinte, dans laquelle il n’eut nul besoin d’éther pour solutionner la vitesse de la lumière. Progressivement au cours du XXème siècle, la notion d’éther est abandonnée par les physiciens. Elle perdura encore dans d’autres disciplines ainsi que dans la vulgarisation scientifique pendant une bonne vingtaine d’années. L’ouvrage de Hugh Elliot « Modern Science and Materialism » (1919) abondait encore dans l’idée d’« ondes éthérées » pour lesquelles les sens humains étaient décrits comme limités et partiellement insensibles. La thèse, bien que reprenant le principe de l’éther scientifiquement invalidé une vingtaine d’années auparavant, demeurait alors encore discutée en physiologie des organes sensoriels. Quelques décennies plus tard, ces questionnements n’intéressaient plus que les métaphysiciens et les parascientifiques.

 

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L’éther devint alors un formidable champ d’investigation pour forger une physique alternative dans les œuvres de science-fiction. Et notamment afin d’expliquer en partie la physique de Star Wars ! Modérons cependant nos ambitions, l’éther ne règle pas toutes les incohérences, mais il permet d’expliquer quelques unes des caractéristiques les plus surprenantes de l’univers de la saga :

 

La Force serait-elle liée à la manipulation de l’éther ? C’est du moins l’interrogation que formule Roland Lehoucq dans ses conférences de vulgarisation. Dans son Principia, Newton ouvre la porte à une interprétation théologique de l’éther, laissant entrevoir en cet « esprit très subtil » une manifestation du sensorium Dei, sorte d’organe sensoriel du Divin permettant d’insuffler sa volonté aux objets physiques. Dans Star Wars, les manipulateurs de la Force influent sur la matière par l’intermédiaire d’un fluide mystique, qu’ils peuvent ressentir et canaliser. L’origine et la nature de la Force ne sont pas clairement comprises par les Jedi, qui avancent deux théories concurrantes. D’un côté la notion de Force Unifiée, majoritaire dans l’Ordre Jedi et imaginant la Force comme un milieu subtil reliant chaque particule de l’univers; et de l’autre la notion de Force Vivante, supposant que la Force provient de l’énergie psychique générée par les êtres vivants. George Lucas introduisit dès les premières ébauches de son univers la notion supplémentaire de midi-chloriens, micro-organismes endosymbiotiques dont la proportion dans les cellules serait positivement corrélée avec la capacité d’utiliser la Force. Cependant, il faut attendre la sortie de la Menace Fantôme en 1999 pour que leur existence soit révélée aux spectateurs. Il n’existe pas de lien de cause à effet biologique avéré entre les midi-chloriens et la sensibilité à la Force, uniquement une corrélation statistique. Certaines légendes Sith considèrent cependant ces micro-organismes comme le sensorium Dei de chaque manipulateur de la Force. Leur contrôle permet alors de contre-carrer l’entropie et de vaincre la mort. Mais si le midi-chlorien n’est qu’un organite cellulaire sensible à la Force, il ne fait que repousser le problème de l’origine de cet « esprit subtil » et s’accorde avec l’idée d’une Force éthérée. Enfin, les éclairs de Force des sorciers Sith ou la lumière de Force des chevaliers Jedi permettent également de supposer que cette force éthérée influe aussi bien sur la gravitation que sur l’électromagnétisme, revisitant au passage les hypothèses de Maxwell.

Les rayons lasers deviendraient visibles grâce à l’éther. Si comme l’affirmait Huygens la propagation de la lumière est attribuée à l’éther luminifère, alors il nous fait réécrire pour l’univers de Star Wars toutes les lois de l’optique ondulatoire. Lorsque nous utilisons un pointeur laser, le faisceau nous est visible qu’en pointant sa cible ou si de la matière interfère avec le flux de photons. L’expérience est simple à réaliser : au-dessus d’un pointeur laser, saupoudrez un peu de poussière de craie. Le faisceau devient alors visible par diffraction. Si au contraire, la lumière nécessite une transmission par de l’éther, comment interagit ce milieu subtil au cours de la propagation d’une onde éthérée de Fresnel ? La formulation d’un éther solide et élastique laisse également supposer que cette transmission puisse échauffer et exciter à son tour ce milieu. Lors de sa désexcitation, l’éther pourrait alors libérer de l’énergie sous forme de photons. A chaque impulsion d’une arme laser, un rayon lumineux suivrait la trajectoire du faisceau, à la manière de balles traçantes. Il se dissiperait alors que l’éther se désexcite rapidement. Nous obtenons ainsi l’effet visuel des tirs d’armes laser dans Star Wars. Il est même imaginable que cet état d’excitation de l’éther suive des règles quantiques : il faudrait atteindre un quantum d’énergie suffisant pour générer cette excitation et la désexcitation sous forme d’émission lumineuse. Or les armes de tir laser sont particulièrement dangereuses, ce qui laisse supposer que le faisceau laser est suffisamment puissant pour atteindre ce quantum lors de sa transmission.

Dans un espace éthéré, tout le monde vous entend crier. Curieusement, la propagation des ondes sonores dans l’éther fut moins discutée que la propagation d’ondes lumineuses. Et pourtant, plus la notion d’éther se rapproche d’un milieu solide et élastique, plus se pose la question de sa capacité à transmettre une interaction mécanique. Or l’onde sonore est justement une perturbation propagée par compression-dilatation d’un milieu matériel. Le son ne se propage donc pas dans le vide, mais les scènes de combats spatiaux de la saga nous indiquent que cet univers de fiction autorise tout de même sa propagation dans l’espace. La conclusion la plus simple s’imposant alors est que le milieu spatial de Star Wars n’est pas vide… mais rempli d’éther. Il ne reste alors plus qu’à supposer que les tirs de laser ou les allumages de moteurs provoquent également des vibrations de l’éther, propageant ainsi ces effets sonores si caractéristiques des scènes d’affrontement spatial. Enfin, l’absence de vide permet d’envisager des explosions dans l’espace, tout en rendant à nouveau les roquettes et autres missiles efficaces dans un combat spatial. Les ondes de choc se propagent dans notre milieu éthéré, et les fameuses charges sismiques du Slave 1 qui ont fait bondir de leur siège plus d’un physicien lors de la diffusion de l’épisode II deviennent enfin « réalistes » !

Les vaisseaux spatiaux se comportent enfin comme des avions ! Sur Terre, la portance aérodynamique permet d’expliquer comment une aile d’avion permet à l’appareil de s’élever et de se maintenir en altitude. Le principe est simple, il s’agit de la force subie par un corps au cours de l’écoulement d’un fluide. Étant donné que cette force s’exerce perpendiculairement, elle permet de quitter le plancher des vaches alors que l’appareil prend de l’élan. Au terme de cet article, nous avons défini l’éther de Star Wars comme un milieu subtil, intermédiaire des interactions gravitationnelles et électromagnétiques, mais également doté de propriétés solides et élastiques. Supposons que l’éther suive certaines des lois d’écoulement en mécanique des fluides, et malgré les paradoxes liés au fait que l’éther ne freine aucun corps selon les savants du XVIIème siècle, ce milieu peut-il alors assurer une portance aérodynamique dans l’espace ? Du moins cette interprétation permet-elle de régler le problème des figures acrobatiques des vaisseaux spatiaux telles que rapportées à l’écran, identiques dans une atmosphère comme dans l’espace ! Chose totalement impossible dans notre réalité : un combat spatial au-dessus de la Terre se limiterait à des allumages occasionnels des réacteurs pour corriger la direction, accélérer ou ralentir, des phases de tir quasiment invisibles à l’œil nu suivies de la dislocation en morceaux épars des cibles touchées. Le tout dans un silence le plus total, sans la moindre explosion. Tout au plus rajoutez une petite touche de projections de particules glacées si des réservoirs sont accidentellement percés. De plus, si l’éther ne freine pas la matière, pourquoi les réacteurs des vaisseaux spatiaux de Star Wars restent-ils allumés à vitesse constante ? Encore un paradoxe à régler, mais cette fois-ci de mécanique classique !

 

 

Nous l’avons vu au cours de cet article, la physique de l’univers Star Wars nécessite de revisiter entièrement notre compréhension moderne des interactions élémentaires et du milieu spatial. Clin d’œil amusant à l’histoire des sciences, il est possible de solutionner dans les grandes lignes une partie des paradoxes physiques de la saga en réintroduisant le concept d’éther physique. Mais cette réinterprétation ne suffit pas à régler d’autres problèmes majeurs, comme le voyage supraluminique, la conception d’un sabre laser ou encore la production d’assez d’énergie pour exploser une planète d’un seul tir d’Étoile Noire. Il n’est pas non plus question de vouloir à tout prix crédibiliser cet univers de space fantasy, ni à l’inverse de pointer du doigt ses incohérences scientifiques. George Lucas n’a jamais prétendu nous livrer une saga de hard science ni même réinventer la physique moderne. Comme pour toute œuvre de fiction, le lecteur ou spectateur aura la sagesse de suspendre son incrédulité, selon l’expression du poète Coleridge, afin de profiter du spectacle qui lui est offert. Accordons donc à notre imagination le bénéfice de la romance, tout en profitant de cette belle occasion qui nous est fournie de nous livrer à ce stimulant exercice de scientifiction !


Flatland – Edwin A. Abbott

flatland_coverTout le monde vous le dira, le plat pays de Flatland n’a que deux dimensions : la longueur et la largeur. Les hommes sont des figures géométriques, dont l’identification de leur nombre de côtés permet de les situer sur l’échelle sociale. Les femmes, quant à elles, ne sont que des lignes au babillage incessant. Mais tout gentleman vous le dira, les hypothèses de mondes à trois dimensions ou plus ne sont que de dangereuses hérésies qu’un honnête homme se doit d’ignorer ! Ainsi pensait notre hôte le Carré, respectable notable de Flatland et narrateur de cette allégorie satirique écrite en 1884 par Edwin Abbott.

Critique de la rigide société victorienne de la fin du XIXème siècle, Flatland nous introduit un surprenant monde à deux dimensions : les hommes présentent à la naissance des figures géométriques euclidiennes définissant leur statut social. Les triangles isocèles constituent la plus basse classe sociale, les triangles équilatéraux sont des marchands (petite bourgeoisie), les carrés font office de notables, les pentagones sont des médecins, les hexagones entrent dans la haute bourgeoisie, et les plus grands polygones représentent l’aristocratie jusqu’à ce que leur nombre croissant de côtés leur ouvre les portes de la caste monarchique des cercles. Si la plupart des hommes demeurent dans la caste de leurs pères, l’ascension sociale se caractérise par l’apparition de nouveaux côtés à la naissance. Mais la fréquence du phénomène biologique est inversement proportionnelle au statut social des géniteurs. Ainsi le Carré, notre guide dans ce curieux pays, nous explique qu’il est issu d’une longue lignée de triangles isocèles, son père ayant été le premier d’entre eux à s’élever jusqu’à la caste de triangle équilatéral. Viennent ensuite la richesse, la réussite sociale et la possibilité d’enfanter des rejetons dotés de côtés supplémentaires. Le Carré, respectable notable de Flatland, a ainsi quatre fils pentagones et deux petits-fils hexagones. Sa famille est donc en pleine ascension sociale.

Ce petit monde bien rangé ne manque pas d’assujettir la femme au simple statut de ligne. Considérée à la fois comme une génitrice et pourvoyeuse de statut social, elle représente un atout crucial pour les figures géométriques de castes inférieures qui chercheront à souscrire un mariage arrangé avec une famille de caste supérieure et ainsi augmenter leurs probabilités d’enfanter des rejetons supérieurs. La femme présente également une menace pour ces figures géométriques, sa pointe formant un durillon mortel si par malheur elle vient à transpercer un homme. Et voilà notre pauvre femme obligée de manifester en permanence sa présence par un babillage incessant, sous peine d’exécution capitale en cas de rébellion contre cette société patriarcale ! La satire de la société victorienne n’est donc guère difficile à deviner, et l’allégorie du Pr. Abbott pourrait s’apparenter à un brûlot politique s’il n’introduisait pas rapidement un élément perturbateur dans la vie bourgeoise de notre Carré. Alors que ce dernier s’apprête à fêter dignement le troisième millénaire, voilà qu’une Sphère pénètre dans sa maison plate. Le Carré, qui croit d’abord à l’intrusion d’un cercle de la noblesse, s’aperçoit rapidement que cette figure géométrique ne vient pas du nord mais d’en haut !

Flatland devient dès lors un curieux essai géométrique, dans lequel une Sphère tente de convaincre un Carré que le monde ne se limite pas aux seules dimensions que sa perception lui permet d’appréhender. A partir de cette révélation, la Sphère veut faire du Carré le prophète de l’Evangile des Trois Dimensions, mais ce dernier est partagé entre la contemplation géométrique et ses nouveaux devoirs religieux. Abbott, professeur et théologien anglais, oriente ici Flatland vers la satire mathématique et religieuse. Faisant voyager le Carré dans les curieux royaumes de Pointland et Lineland, il révèle à son narrateur comment science et religion modèlent la perception du monde : il suffit que la première peine à décrire l’univers pour que la seconde s’empresse d’imposer ses maximes. L’une comme l’autre, elles échouent lamentablement, et la religion de la Sphère n’est qu’une vaine tentative pour corriger ces échecs. Mais Abbott va encore plus loin dans l’allégorie. A l’époque de la rédaction de Flatland, les mathématiques supérieures ne dépassent guère les trois dimensions intuitives. Les quelques rares intrusions dans une quatrième dimension et au-delà se présentent comme des curiosités mathématiques, encore jugées comme des spéculations d’avant-garde. Sans en avoir eu la moindre intuition, Abbott va pourtant dialoguer à travers son allégorie avec la génération suivante de physiciens. En 1920, William Garnett publie dans la revue Nature une lettre intitulée « Euclide, Newton et Einstein » et dans laquelle il attire l’attention de ses contemporains sur la satire d’Abbott : « Il y a une trentaine d’années ou davantage, un petit jeu d’esprit fut écrit par le Dr Edwin Abbott, sous le titre Flatland (Le Plat Pays). A l’époque de sa publication, il ne suscita pas tout l’intérêt qu’il méritait […]. Transférons cette analogie à un mouvement de la quatrième dimension dans un espace tridimensionnel ! Supposons que le passé et l’avenir de l’univers soient dépeints dans un espace quadridimensionnel et visibles pour tout être qui a conscience de la quatrième dimension. S’il se produit un mouvement de notre espace tridimensionnel relatif à la quatrième dimension, tous les changements que nous ressentons et que nous attribuerons au passage du temps seront dus simplement à ce mouvement, l’ensemble de l’avenir ainsi que du passé existant toujours dans la quatrième dimension ». Flatland trouve soudain un écho avec les travaux d’Einstein ou de Minkowski, révèle la complexité d’un monde aux dimensions multiples, et séduit les physiciens en quête de réflexion sur les quatre dimensions de l’espace-temps. Un coup de maître pour ce cher Pr Abbott, dont le « jeu d’esprit » dépasse la satire sociale et religieuse et s’inscrit conceptuellement dans la physique et mathématiques modernes !

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La demeure du Carré (illustration de la 1ère édition anglaise).

Roman allégorique plutôt ignoré lors de sa parution, redécouvert par la « nouvelle » génération de scientifiques au début du XXème siècle, Flatland est entré dans la culture scientifique et populaire comme une œuvre insolite, démontrant que les limites de nos certitudes se doivent d’être dépassées si nous voulons explorer la physique de notre univers. La culture « geek » s’est plus récemment réapproprié Flatland, notamment grâce aux allusions qu’en font Sheldon Cooper dans la série The Big Bang Theory ou le Pr. Farnsworth dans Futurama. En 2007, Seth Caplan co-produisit une adaptation animée du roman d’Abbott. S’intéressant au problème de la découverte scientifique face à l’obscurantisme sociétal, Caplan gomme toute la satire de la société victorienne, réduisant Flatland à un film-document à destination des enseignants et animateurs scientifiques. L’adaptation y perd hélas en intérêt par rapport à l’œuvre originale.


Podcast #2 – Les Empires Galactiques

La Pax Romana dans les étoiles. Des milliers de planètes unifiées sous la bannière d’un Empereur. D’immenses flottes spatiales s’affrontant dans l’espace, conquérant de nouveaux domaines. Et de gigantesques mondes-capitales régnant au cœur de ces hégémonies stellaires. Les Empires galactiques font partie intégrante des meilleurs univers de space-opéra. Mais quels points communs partagent-ils avec la Rome Antique, leur lointaine source d’inspiration historique ? Quelles limites économiques et sociologiques menacent ces empires interstellaires ? Et pourrons-nous un jour relier les mondes d’un Impérium galactique tout en respectant les Lois de la Physique?

C’est ce que je vous propose de découvrir dans ce second épisode podcast du Traqueur Stellaire !