AVANT QUE LE TEMPS NE FÛT    




Avant le temps, il n'y avait pas de temps...


Christian Magnan
Collège de France, Paris
Université de Montpellier II


Quand on atteint les dimensions de Planck, dans la phase de compression ultime d'un trou noir, les modèles de physique perdent leur pouvoir opérationnel. Peut-on comprendre ce que cela veut dire ?

Si à l'échelle de Planck la physique et son espace-temps voient disparaître leur validité antérieure, c'est la preuve que l'espace et le temps n'existent pas comme des concepts fondamentaux sur lesquels on pourrait bâtir un édifice de savoir. On peut donc penser que le temps et l'espace ne sont que l'apparence ou l'approximation d'une autre structure. Cependant les mots sont sans doute inadéquats pour décrire une situation que la science actuelle n'a pas les moyens de concevoir.

On pourrait peut-être tenter une comparaison en pensant à la surface de la mer. Qu'est-ce en effet que la surface de la mer ? Si ce concept est bien défini à l'échelle d'un navire (heureusement qu'il l'est !) il devient terriblement flou à l'échelle d'une goutte d'eau et complètement indéterminé à l'échelle atomique car il est par exemple impossible de décider si tel ou tel atome de la « surface » appartient à la mer ou à l'air, donc de dire s'il est au-dessous ou au-dessus de la surface.

De même que le concept de « surface de la mer » n'a plus de signification en dessous d'une certaine dimension, de même peut-on imaginer que les idées de temps ou d'espace cessent d'être utiles à la limite de Planck et devraient plutôt être assimilées à des sortes de moyennes.

Mais il est inutile de pousser trop loin la comparaison car nul ne peut en apprécier la justesse. Il est sans doute impossible d'imaginer la structure dont l'espace et le temps tirent leur origine comme quelque chose de « plus petit » car même cette expression « plus petit » perd son sens à ce niveau de discussion. Par exemple, dans son étude sur l'espace-temps, Laurent Nottale propose une théorie, la « relativité d'échelle », selon laquelle on pourrait opérer indéfiniment des réductions d'échelle de l'espace sans pouvoir cependant dépasser une dimension minimale. Autrement dit, dans ce cadre, des réductions d'échelle ne conduisent pas forcément à des dimensions proportionnellement  plus petites.

La difficulté d'appréhension sur laquelle nous butons est de même nature que celle qui se rencontre en mécanique quantique. Son origine réside en ce que la filiation entre les deux domaines, le microscopique et le macroscopique, est à sens unique. Si la physique quantique, celle de l'échelle atomique, permet de comprendre la physique macroscopique (et même pas de façon triviale), l'inverse est définitivement impossible : les concepts de la mécanique quantique tels que fonction d'onde, amplitude, phase, quantification, opérateur, sont étrangers aux notions qu'a forgées notre perception courante du monde à l'échelle humaine tels que longueur, temps, vitesse, accélération, force, énergie.

Il est à parier que l'origine du temps et de l'espace, si on la trouve, ne pourra pas se comprendre en termes de temps et d'espace. Il interviendra certainement un saut qualitatif dans les concepts utilisés. D'un côté, dans ce que je pourrais peut-être nommer le « rien », par référence au trou noir et en donnant dans le (mauvais !) sensationnalisme, on trouverait certains objets liés par une certaine logique interne. De l'autre, dans le « tout » tirant sa structure du rien, les autres objets, ceux que nous connaissons, seraient l'aboutissement des premiers.

J'en arrive... à la création du monde.

En effet, forts de ces points de repère de discussion, nous sommes peut-être armés pour comprendre comment la physique... j'allais dire appréhende, mais il faudrait dire au contraire n'appréhende pas, la création du monde. Nous avons vu ailleurs comment les astrophysiciens en sont arrivés à la conclusion que notre Univers est issu d'une phase de confinement extrême coïncidant avec une expansion de tout l'espace. Reste le problème de savoir ce qui s'est passé dans les tout premiers instants... et « avant » !

La réponse, nous l'avons maintenant, finalement toute simple. En remontant dans le temps on arrive à une époque où l'échelle de temps et de distance s'est rétrécie au point d'atteindre la limite de Planck, avec des durées de l'ordre de 10-43 seconde. Or à ce stade nous venons de voir que la notion elle-même de temps disparaît.

Par conséquent, puisqu'il n'y a plus de temps, il n'y a également plus d'« avant ».

Dans cette situation il paraît assez correct d'énoncer que temps et espace ont été créés, en voulant dire qu'ils sont nés, non pas dans le temps et l'espace, c'est-à-dire en un lieu repérable et à une date spécifiée, mais bien à partir d'une structure totalement étrangère à l'espace-temps, structure que la physique actuelle est d'ailleurs bien incapable d'imaginer.

Une historiette éclairera peut-être cette genèse.


Version revue, corrigée et enrichie
du livre de Christian Magnan
La nature sans foi ni loi,
Éditions Belfond/Sciences (1988)
Dernière modification : 5 février 2004


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