UN PEU SIMPLETTE



Les modèles scientifiques ne sont que des schémas simplifiés à l'extrême.

Christian Magnan
Collège de France, Paris
Université de Montpellier II

La science simplifie à outrance. Si elle a quelques bonnes raisons de croire que sa description de la matière est fondamentalement correcte au niveau microscopique et permet potentiellement de rendre compte des divers phénomèes physiques, elle doit se contenter dans son étude des objets macroscopiques de travailler sur des modèles dont le caractère est excessivement schématique par rapport à la réalité observée.

Qu'est-ce qu'une étoile aux yeux de la théorie ? Une masse de gaz parfaitement sphérique formée d'un empilement de couches successives. Chaque couche est homogène. La matière et le rayonnement y sont localement à l'équilibre. L'ensemble des couches, qui ne peuvent se mélanger les unes aux autres, est en équilibre hydrostatique. La surface du modèle est régulière. Elle sépare de façon nette l'intérieur de l'étoile de son environnement extérieur. Si on se permet de faire évoluer l'étoile fictive sur un ordinateur en la visualisant par exemple sur un écran, on le fait lentement, dans une succession d'états de quasi-équilibres, sinon les calculs deviendraient vite impossibles. Concernant le mouvement d'ensemble, il est extrêmement difficile de faire tourner l'astre théorique sur lui-même car les mouvements de matière ainsi engendrés se montreraient d'une complexité inabordable.

La réalité est tout autre. Les couches extérieures des étoiles présentent toujours des phénomènes complexes affirmant un déséquilibre prononcé. Nous le savons de façon certaine pour notre étoile, le Soleil. Il est le siège d'éruptions gigantesques. Sa surface est une mosaïque de granules en perpétuelle agitation (les « grains de riz »). De puissants mouvements convectifs brassent sa matière. Des ondes de choc se brisent ça et là en excitant des vibrations à l'échelle de l'astre entier. Le Soleil éjecte dans l'espace des particules ultra-rapides qui en atteignant la Terre peuvent y provoquer des aurores et parfois aussi des difficultés dans les transmissions radio.

Les étoiles, qui sont des millions de fois plus lointaines, ne sont pas connues avec ce luxe de détails. Néanmoins leur lumière, sujette presque toujours à des variations (parfois brutales), témoigne d'objets hautement complexes, absolument pas homogènes et dont les masses de gaz se déplacent à des vitesses souvent supersoniques selon des mouvements imprévisibles. Des modèles d'étoiles incorporant l'ensemble de ces manifestations dynamiques sont hors de portée de l'astrophysique actuelle.

Une étoile de laboratoire est entièrement caractérisée par la donnée de seulement trois paramètres : masse, composition chimique et âge. Une fois donnés ces trois paramètres, la théorie affirme qu'elle peut déterminer par le calcul les autres propriétés de l'étoile, telles que par exemple rayon et luminosité. Cependant chaque étoile possède son individualité et sans aucun doute les choses ne sont pas si simples. Alors... peut-on ramener l'immense variété des astres réels à un ensemble restreint de modèles ultra-schématiques ? L'honnêteté scientifique demanderait qu'on valide cette façon de procéder, que rien n'accrédite au départ.

C'est un peu comme si on prétendait connaître entièrement une personne à travers son poids et sa taille : son âge découlerait alors d'un calcul théorique ou d'une relation statistique empiriquement établie.  C'est d'ailleurs sur ce principe qu'on détermine l'âge d'une étoile. Mais que vaut une relation statistique quand il s'agit d'étudier un individu isolé, qui n'est représenté que bien imparfaitement par un schéma ?

Peut-on faire confiance à la science dans sa simplification grossière et si rarement justifiée des choses ? Je continue à me poser la question de la pomme : est-ce quelque part le même homme qui ose réduire une étoile à quelques nombres et une femme à ses mensurations ?

À suivre



D'après un extrait du livre de Christian Magnan
Et Newton croqua la pomme...
Éditions Belfond/Sciences (1990)
Dernière modification : 28 décembre 1999


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