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Cependant, si nous découvrons une théorie complète, elle devrait un jour être compréhensible dans ses grandes lignes par tout le monde, et non par une poignet de scientifiques. Alors, nous tous, philosophes, scientifiques et même gens de la rue, serons capables de prendre part à la discussion sur la question de savoir pourquoi l’univers et nous existons. Si nous trouvons la réponse à cette question, ce sera le triomphe ultime de la raison humaine – à ce moment, nous connaîtrons la pensée de Dieu. 

Page 220

Informations générales

• Année de parution : 1988
• Genre : Vulgarisation scientifique
• Nombre de pages : 237

Résumé

Stephen Hawking signe son premier livre destiné aux non-spécialistes. Il expose, avec simplicité et une touche de poésie, les développements de l’astrophysique de son époque concernant la nature du temps et de l’Univers. 

Ainsi, il nous fait découvrir les théories de Galilée ou celles d’Einstein, explique la nature des trous noirs et nous fait partager son rêve de découvrir une théorie unitaire combinant et unifiant la relativité générale et la mécanique quantique. En effet, pour lui, l’ultime but de la science est de fournir une théorie unique qui décrive l’Univers dans son ensemble. 

Au fond, ce que cherche véritablement Stephen Hawking c’est de comprendre les intentions qui ont menées à la Création.

« Ce qui signifierait que Dieu, étant omniprésent, aurait pu faire démarrer l’Univers à sa guise. Peut-être en est-il ainsi mais, dans ce cas, Dieu aurait dû aussi le développer d’une façon complètement arbitraire. Pourtant, il apparaît qu’il a choisi de le faire évoluer d’une façon très régulière, selon certaines lois. » 

pages 29-30

Pour moi, un des aspects magiques des livres, c’est qu’ils nous ouvrent les portes d’un univers infini de connaissances. C’est particulièrement le cas lorsque l’un des plus grands physiciens partage avec nous une partie de son pouvoir. 

« Mais jamais, depuis l’aube de la civilisation, les hommes ne se sont accommodés d’évènements hors cadre et inexplicables. Ils ont toujours eu soif de comprendre l’ordre sous-jacent dans le monde. Aujourd’hui, nous avons encore très envie de savoir pourquoi nous sommes là et d’où nous venons. Ce désir de savoir, chevillé à l’humanité, est une justification suffisante pour que notre quête continue. Et notre but n’est rien moins qu’une description complète de l’Univers dans lequel nous vivons. » 

page 33 

Je vous propose un petit résumé de ce que j’ai appris au cours de cette lecture ! 

Ce que j’ai appris 

J’ai pu avoir un début de compréhension, dans ses grandes lignes, de la théorie de la relativité. J’ai compris que son postulat fondamental est le fait que les lois de la physique devraient être les mêmes pour tous les observateurs en mouvement à n’importe quelle vitesse. C’est de cette théorie que sont nés deux autres principes, à savoir le principe de l’équivalence de la masse et de l’énergie, avec la célèbre formule E = MC2 et le principe selon lequel rien ne peut se déplacer plus vite que la vitesse de la lumière (sauf moi quand j’entends qu’on passe à table). 

Stephen Hawking nous entraîne aussi dans les réflexions d’Albert Einstein à travers le long chemin qui l’a conduit à élaborer sa théorie de la Relativité Générale. C’est en 1915, qu’Einstein la propose après avoir tenté d’expliquer la théorie de la Relativité restreinte. Avec la théorie de la Relativité Générale, il va démontrer que l’espace-temps est courbé par la masse et l’énergie qu’il contient. Il prédit également que le temps devrait apparaître plus lent près d’un corps massif comme la Terre. 

J’ai aussi appris que l’Univers s’étend d’environ 5 à 10% tous les milliards d’années. Je n’ai pas totalement compris comment ni pourquoi mais c’est aussi la question que se pose de nombreux scientifiques. 

J’ai adoré apprendre comment se forment les étoiles. Elles se forment lorsqu’une grande quantité de gaz s’effondre sur elle-même à cause de l’attraction gravitationnelle. A ce moment, c’est la fête, les atomes de gaz se heurtent de plus en plus vite et de plus en plus souvent, ce qui entraîne un réchauffement du gaz.

L’hydrogène devient si chaud que lorsque les atomes entrent en collision, ils ne rebondissent plus au loin mais s’unissent pour former de l’hélium, un peu comme les sessions zouk en fin de soirée où tout le monde fini collé-serré. C’est la chaleur dégagée pendant cette réaction qui explique pourquoi les étoiles brillent. La chaleur augmente la pression du gaz et contrebalance l’attraction gravitationnelle. Ainsi, le gaz cesse de se contracter. Une étoile est née !

Une des choses qui m’impressionne le plus dans l’Univers, ce sont les trous noirs. J’ai donc beaucoup aimé les explications de Stephen Hawking à ce sujet. Tout commence avec la mort d’une étoile. Une étoile meurt quand elle a brûlé toutes ses réserves (son hydrogène et d’autres carburants nucléaires). Elle fini par se refroidir et se contracter. 

La découverte des trous noirs a été longue et leur existence a longtemps été remise en question. Stephen Hawking retrace tout le questionnement qui a mené à leur découverte. Il y eu d’abord un étudiant indien, Subrahmanyan Chandrasekhar, qui se posa la question de la grosseur que devait avoir une étoile pour supporter sa propre masse après avoir brulé ses réserves. Oui, oui, il y a des étudiants qui se posent ce genre de questions. 

Il découvrit que les étoiles d’une masse supérieure à une masse limite (appelée limite de Chandrasekhar) s’effondrent sur elles-mêmes jusqu’à n’être plus qu’un point. Cela amena divers questionnements et des débats scientifiques intenses. Même Einstein avait du mal à admettre l’existence des trous noirs. 

Finalement, les divers travaux ont démontré que plus une étoile se contracte, plus le champ gravitationnel à sa surface devient intense et la lumière est déviée vers l’intérieur. Il devient de plus en plus difficile à la lumière de s’échapper et l’étoile devient plus sombre. Quand l’étoile est rétrécie jusqu’à un rayon critique, la lumière ne pourra plus s’échapper. Or, comme rien ne peut aller plus vite que la vitesse de la lumière comme on l’a vu, alors si lumière ne peut plus s’échapper rien d’autre ne le peut. 

Parmi ces travaux, Stephen Hawking a participé à démontrer que les trous noirs émettent des flots de rayons X et de rayons gamma. 

Il faut rappeler qu’à l’époque où Stephen Hawking a écrit ce livre, aucun trou noir n’avait jamais été observé. En 2019, une équipe internationale d’astrophysiciens a présenté la première photo d’un trou noir. Il s’agit du trou noir super massif M87* situé au coeur de la galaxie M87 ! Avec cette photo, on découvre une illustration exacte de ce que Stephen Hawking avait décrit dans son livre ! Magique … 

L’auteur

Stephen William Hawking, physicien et cosmologiste britannique, est surement l’un des esprits les plus brillants de notre époque contemporaine. Même les jours de sa naissance et de sa mort témoignent de son caractère exceptionnel. En effet, il est né le 8 janvier 1942, soit 300 ans jours pour jours après la mort de Galilée (8 janvier 1642) et mort le 14 mars 2018, la journée de Pi et le jour de l’anniversaire d’Albert Einstein (14 mars 1879). 

Ses travaux, notamment sur les trous noirs, l’ont rendu célèbre dans le monde entier. Ainsi, ceux qu’il a mené avec Roger Penrose, ont permis l’élaboration du théorème des singularités, qui détermine sous quelles conditions la formation d’un trou noir est inéluctable, et la prédiction que les trous noirs devraient émettre un rayonnement, appelé rayonnement de Hawking. 

Doté d’une intelligence exceptionnelle, il fut l’un des plus jeunes membres élus de la Royal Society en 1974. 

Cependant, il souffrait d’une forme rare de sclérose latérale amyotrophique (SLA ou maladie de Charcot) qui s’est déclarée lorsqu’il avait une vingtaine d’années et qui le paralysa progressivement. Il ne pouvait plus se nourrir seul et devint incapable de parler. A la suite d’une pneumonie, les médecins ont même pensé à arrêter les traitements. 

Sa femme se battit pour qu’on le maintienne en vie et il réussi à guérir de sa pneumonie. Afin qu’il puisse communiquer, diverses technologies ont été mises à contribution. Ainsi, il communiqua d’abord grâce à un dispositif alliant un commutateur dans sa main lui permettant d’écrire sur un ordinateur avec un synthétiseur vocal qui lisait ce qu’il venait de taper. 

Lorsqu’il perdit l’usage de ses mains, un capteur infrarouge fixé à une branche de ses lunettes détectaient les contractions d’un muscle de sa joue pour sélectionner les lettres une à une sur un clavier virtuel d’une tablette lui permettant ainsi d’exprimer cinq mots à la minute et de continuer à enseigner à l’Université de Cambridge jusqu’à 2009. Intel développa ensuite une nouvelle interface basée sur la reconnaissance faciale des mouvements de ses lèvres et sourcils. 

Toutes ces difficultés ne l’ont pas empêché de mener brillamment ses différents travaux et de recevoir de nombreuses récompenses (Commandeur de l’ordre de l’empire britannique en 1982, médaille présidentielle de la liberté aux Etats-Unis en 2009 etc.)

Il est donc assez formidable qu’un esprit aussi brillant et complexe, ayant autant de difficultés à communiquer à cause de sa maladie, ai pu nous faire partager ses pensées au sein d’ouvrages de vulgarisation scientifique aussi géniaux. Son livre Une brève histoire du temps fut d’ailleurs l’un des ouvrages du genre ayant rencontré le plus grand succès.