Le physicien français Michel Henri Devoret, figure emblématique de la physique quantique expérimentale, partage le prix Nobel de physique 2025 avec John Clarke et John M. Martinis pour leurs découvertes pionnières sur l’effet tunnel quantique macroscopique et la quantification de l’énergie dans les circuits électriques. Ces travaux, initiés en partie au CEA de Saclay, ont ouvert la voie aux ordinateurs quantiques et aux technologies du futur, prolongeant l’héritage d’Alain Aspect, Nobel 2022 pour l’intrication quantique. Une consécration pour la recherche française dans un domaine qui défie les lois de la réalité.

Des origines françaises à l’appel de l’inconnu : le parcours de Michel Devoret

Michel H. Devoret, né en 1953 à Paris, incarne le parcours d’un chercheur passionné par les mystères de l’infiniment petit, devenu un pont entre la théorie quantique et les applications concrètes. Diplômé de l’École nationale supérieure des télécommunications de Paris en 1975, il s’oriente rapidement vers la physique de la matière condensée, un domaine où les propriétés des matériaux à l’échelle atomique révèlent des comportements inattendus. Il intègre le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) à Saclay, près de Paris, pour une thèse d’État sous la direction d’Anatole Abragam, une sommité en résonance magnétique nucléaire. Ces années formatrices au cœur du laboratoire de l’Orme des Merisiers forgent son approche expérimentale rigoureuse, où la manipulation précise des phénomènes physiques prime sur les spéculations théoriques.

En 1982, fraîchement docteurs de l’université Paris-Sud (aujourd’hui Paris-Saclay), Devoret franchit l’Atlantique pour un post-doctorat à l’université de Californie à Berkeley. Ce séjour marque un tournant décisif. Aux États-Unis, il rejoint l’équipe de John Clarke, un Britannique émérite en physique des supraconducteurs, et rencontre John M. Martinis, un doctorant prometteur. Ensemble, ils se lancent dans des expériences audacieuses pour tester les limites de la mécanique quantique, cette théorie qui régit le monde subatomique avec des règles contre-intuitives comme la superposition d’états ou l’intrication. À Berkeley, Devoret affine ses compétences en cryogénie et en microfabrication, des techniques essentielles pour refroidir les systèmes à des températures proches du zéro absolu et observer des effets quantiques purs. Ces années d’exil volontaire ne sont pas un abandon de la France, mais une incubation : Devoret rentre en 1984, armé d’idées novatrices, pour les implanter sur le sol natal.

De retour au CEA-Saclay, il fonde avec Daniel Estève et Cristian Urbina le groupe Quantronique, un laboratoire pionnier dédié à la physique des circuits supraconducteurs. Ce nom, « quantronique », fusionne « quantique » et « électronique », reflétant l’ambition de Devoret : marier les lois de la physique quantique aux circuits électriques traditionnels. Saclay devient alors un foyer d’innovation, où des ingénieurs et physiciens explorent comment des milliards d’électrons peuvent se comporter comme une entité unique, guidée par des principes probabilistes. Ces travaux ne sont pas isolés ; ils s’inscrivent dans une tradition française de recherche fondamentale, soutenue par des institutions comme le CEA et le CNRS, qui favorisent les échanges internationaux. Devoret, enseignant charismatique, occupe plus tard la chaire de physique mésoscopique au Collège de France de 2007 à 2012, formant une génération de chercheurs à penser l’échelle intermédiaire entre le microscopique et le macroscopique.

Aujourd’hui, à 72 ans, Devoret est professeur émérite de physique appliquée à l’université Yale, où il dirige le laboratoire de nanofabrication, et Chief Scientist chez Google Quantum AI. Son parcours illustre la mobilité des talents scientifiques : de Saclay à Berkeley, puis Yale, il tisse un réseau mondial qui accélère les avancées. Mais c’est bien l’empreinte française qui domine, comme le souligne le ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche, saluant en lui le 18e lauréat français du Nobel de physique depuis 1901, et le septième depuis 2007. Cette reconnaissance n’efface pas les racines : les expériences Nobel ont été initiées dans un contexte franco-américain, avec Saclay comme plaque tournante.

Mécanique quantique : un monde étrange où les règles changent d’échelle

Pour comprendre l’exploit de Devoret, il faut plonger dans les fondements de la mécanique quantique, théorie née au début du XXe siècle pour expliquer les comportements des atomes et des particules. Contrairement à la physique classique de Newton, où une balle suit une trajectoire prévisible, le quantique est probabiliste : une particule peut être ici et là à la fois, en superposition, jusqu’à ce qu’on l’observe. Parmi ses phénomènes les plus bizarres figure l’effet tunnel : imaginons une balle de tennis face à un mur. Classiquement, elle rebondit. Quantiquement, elle a une chance infime de « traverser » le mur sans l’escalader, comme si elle empruntait un tunnel invisible. Ce n’est pas de la magie, mais une conséquence de la dualité onde-particule : les objets quantiques se comportent comme des vagues qui s’étalent et interfèrent.

Longtemps, ces effets étaient confinés à l’échelle microscopique – électrons, photons, atomes. Erwin Schrödinger, en 1935, illustra l’absurdité potentielle avec son fameux chat : un animal à la fois mort et vivant tant qu’on n’ouvre pas la boîte. Le physicien Anthony Leggett, Nobel 2003, osa parier que des objets macroscopiques, composés de milliards de particules, pourraient aussi exhiber ces propriétés, contredisant l’idée d’une « décohérence » rapide à grande échelle. La question brûlait : quelle est la taille maximale d’un système quantique observable ? Les lauréats 2025 ont répondu en construisant des expériences à l’échelle d’une puce électronique, un objet tangible qu’on peut tenir en main.

Leur innovation repose sur les supraconducteurs, des matériaux qui, refroidis à -273°C, conduisent l’électricité sans résistance, via des paires d’électrons corrélées (paires de Cooper). En insérant une jonction de Josephson, une barrière isolante mince entre deux supraconducteurs, ils créent un circuit où le courant oscille comme une particule quantique collective. En 1984-1985, à Berkeley puis Saclay, Devoret, Clarke et Martinis mesurent ces oscillations : le courant « tunnelise » macroscopiquement, passant d’un état à un autre sans énergie classique suffisante. Ils quantifient aussi l’énergie en niveaux discrets, comme dans un atome. Ces résultats, publiés dans Nature, prouvent que la quantique n’est pas l’apanage des solitaires atomiques ; elle émerge à l’échelle électrique, repoussant les frontières de la physique.

Cette découverte n’est pas théorique : elle est concrète, mesurée avec des instruments de précision comme des SQUIDs (dispositifs supraconducteurs quantiques d’interférence). Elle valide les prédictions de Leggett et ouvre un champ expérimental. À Saclay, Devoret étend ces idées, manipulant des états quantiques dans des circuits pour stocker et lire de l’information, les premiers pas vers le qubit, l’unité de base de l’informatique quantique. Sans invention gratuite, ces avancées s’appuient sur des décennies de progrès en cryogénie et nanofabrication, rendant la quantique accessible en laboratoire.

Un rappel éloquent : le Nobel 2022 d’Alain Aspect et ses échos avec Michel Devoret

Le prix Nobel de physique 2022 à Alain Aspect, partagé avec John F. Clauser et Anton Zeilinger, reste frais dans les mémoires comme une célébration de l’intrication quantique, ce « fantôme action à distance » décrit par Einstein comme « spooky ». Aspect, physicien français du CNRS et de l’Institut d’Optique Graduate School, a réalisé en 1982 des expériences pionnières à Orsay démontrant que deux particules intriquées conservent une corrélation instantanée, indépendamment de la distance, violant les inégalités de Bell et fermant les failles des théories locales réalistes. Ces travaux, salués par le comité Nobel pour leurs implications en cryptographie et téléportation quantique, ont posé les bases théoriques d’une information quantique sécurisée et distribuée.

Le lien avec Michel Devoret est à la fois thématique et institutionnel, bien que leurs approches diffèrent. Tous deux ancrés dans la physique quantique expérimentale française, ils illustrent une chaîne d’avancées : l’intrication d’Aspect traite de corrélations non locales entre particules individuelles, tandis que les circuits de Devoret réalisent une intrication macroscopique, où des degrés de liberté collectifs (courants électriques) s’entremêlent. À Saclay et Orsay, proches géographiquement, les communautés échangent : Devoret, comme Aspect, bénéficie du vivier du CEA et du CNRS. Le Nobel 2022 a boosté la visibilité française en quantique ; celui de 2025 la consolide, avec Devoret prolongeant l’intrication vers des systèmes hybrides électroniques. Comme le note un article dédié sur citizen4science.org, ces prix soulignent comment les travaux d’Aspect sur les photons intriqués inspirent les qubits supraconducteurs de Devoret, reliant théorie fondamentale et ingénierie appliquée dans une « continuité française » qui propulse l’Europe en leader quantique. Ensemble, ils montrent que la quantique n’est plus univoque : d’Aspect à Devoret, elle passe de l’abstrait au tangible.

Les expériences décisives : du tunnel quantique à la puce du futur

Les expériences Nobel de 1984-1985 forment le cœur de la récompense. À Berkeley, Clarke supervise : Michel Devoret, post-doc, et Martinis, thésard, assemblent un circuit supraconducteur avec jonction de Josephson. Refroidi à 20 millikelvins, il révèle l’effet tunnel : le courant persiste au-delà des prédictions classiques, comme si les électrons collectifs traversaient une barrière énergétique. Une mesure clé : la quantification de l’énergie en paliers discrets, observée via des spectres d’oscillation, confirme que le circuit vibre comme un atome géant.

De retour à Saclay, Michel Devoret raffine : avec Estève, il démontre la manipulation d’états superposés dans ces circuits, lisant l’information sans la détruire – un jalon pour la mesure quantique non démolitive. Ces setups, miniaturisés sur puce, intègrent des milliards d’atomes mais se comportent quantiquement, défiant Schrödinger. Le comité Nobel insiste : ces phénomènes, autrefois impensables à l’échelle macro, sont maintenant « concerts » en laboratoire, avec des applications immédiates comme les SQUIDs pour détecter des champs magnétiques terrestres avec une sensibilité inégalée.

À Yale, Michel Devoret étend : ses qubits supraconducteurs, stabilisés contre la décohérence, capturent des sauts quantiques « en vol » (Nature, 2019), une prouesse pour corriger les erreurs en calcul quantique. Chez Google Quantum AI, ces idées alimentent Sycamore, le processeur qui a démontré la suprématie quantique en 2019. Sans ces bases, pas de percée.

Implications et héritage : vers une ère quantique quotidienne

Les découvertes de Michel Devoret transforment la technologie. Les qubits supraconducteurs, nés de ses circuits, propulsent les ordinateurs quantiques : Google, IBM, et la française Alice & Bob (basée sur ses travaux) visent des machines résolvant en secondes des problèmes insolubles classiquement, comme l’optimisation chimique ou la cybersécurité. La cryptographie quantique, inspirée d’Aspect, s’hybride avec ces capteurs pour des réseaux inviolables. Les détecteurs magnétiques issus des SQUIDs cartographient le cerveau ou explorent la Terre.

En France, l’héritage rayonne : Saclay forme des startups, et le plan Quantique national, dopé par ces Nobels, investit milliards. Devoret, membre de l’Académie des sciences, inspire : « La quantique est pour demain », dit-il, évoquant des simulations climatiques ou médicales révolutionnaires. Ce Nobel, partagé à 11 millions de couronnes suédoises, honore non un génie solitaire, mais une collaboration transatlantique ancrée à Saclay. Il rappelle que la science progresse par ponts : d’Aain Aspect à Michel Devoret, la quantique française illumine le monde, promettant un futur où l’étrange devient utile.

Illustration d’en-tête : Michel Devoret (1977). Source : Wikipédia

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Catherine Middleton, épouse du Prince Harry, fils de feu Lady Diana et de Charles, est l’héritier du trône occupé par son père. Elle est très appréciée au Royaume-Uni, elle a la beauté, la classe et la prestance sans être du sérail royal. Roturière, elle n’est pas d’origine aristocratique. Comme Lady Diana (Spencer), la mère d’Harry, au destin tragique. Voilà la trame puissante source de spéculations à base de destinée.

Vendredi, le 22 mars, le compte X (ex Twitter) du couple princier a diffusé une vidéo de plus de 2 minutes en fin d’après-midi, dans laquelle Kate annonce être atteinte de cancer découvert suite à sa chirurgie abdominale récente, et qu’elle entame à ce titre une chimiothérapie préventive.

Notre président Emmanuel Macron y répondait d’ailleurs 3 heures plus tard avec un message de soutien.

La photo familiale à base de Photoshop comme terreau fertile

Après la chirurgie, de retour dans le bain médiatique, la princesse de Galles commet une lourde bévue : la publication d’une photo où elle est assise entourée de ses 3 enfants. Tout le monde est resplendissant de joie et semble en pleine forme y compris Kate, les enfants sont carrément hilares.

Très rapidement, la photo est contestée sur les réseaux sociaux par experts ou amateurs d’images prompts à découvrir retouches via Photoshop où autres outils. Tout ce petit monde fait un exercice de de datation des clichés et en conclut que cela date de la fin de l’année dernière, et en tout cas certainement pas après la récente chirurgie de Kate.

Le couple princier va rapidement passer aux aveux sur son compte X en donnant la parole à l’éditeur anonyme de la photo truquée, un certain « C »‘ :

« Comme beaucoup de photographes amateurs, il m’arrive d’expérimenter l’édition. Je tenais à m’excuser pour la confusion qu’a pu causer la photo de famille que nous avons partagée hier. J’espère que toutes les personnes présentes ont passé une très bonne fête des mères. »

On connaît la suite des aveux 15 jours plus tard avec la vidéo de révélation du cancer. Cela dit tout le monde a été bien refroidi la tromperie de la photo de famille. La méfiance va faire s’activer les mêmes amateurs et experts qui décortiquent les 2 minutes de vidéo sous tous les angles, ce qui leur donne dans les circonstances un certain crédit confiance.

Pléthore d’arguments de vidéo truquée

Voici un petit florilège de ce que nous avons trouvé comme arguments divers et variés plaidant pour une vidéo trafiquée. Ils sont plus ou moins valables et justifiés mais le premier qui nous a frappé, c’est celui qui dénote une inculture scientifique : celle de la méconnaissance de l’erreur de parallaxe. C’est un principe simple de physique et de perspective, qui fait qu’il existe, selon la position de l’observateur et surtout de son changement de position, un effet réel sur la perception de ce que l’on voit.

Ici par exemple, un militant du trucage de la vidéo avance que le banc sur lequel est assise Kate Middleton est faux, car les planches formant le dosseret seraient plus larges que sur la partie droit, de même leur écartement est différent de part et d’autre de la princesse (points rouges).

Ce problème de perspective est pourtant assez évident, mais quand on cherche avec un biais de confirmation, on trouve. Et on peut convaincre son public en raison d’une inculture scientifique. On comprend bien que la caméra avait été placée parfaitement face au banc, les planches nous apparaîtraient telles qu’elles sont en réalité, de taille identique. On n’aurait sans doute pas l’impression que Kate a une épaule plus haute que l’autre (flèche rouge accusatrice droite) si elle n’était pas assise en biais sur le banc.

Il y a un reflet étrange sur le banc de bois : le reflet des rayures de la manche gauche du pull. Cela accréditerait que la vidéo a en fait été réalisé sur un fond vert, technique de studio classique pour placer un fond de son choix. Cela semble effectivement le cas, mais cela ne remet pas pour autant en cause la réalité de Kate et de son discours. D’autres éléments viennent accréditer que la vidéo n’a pas été faite dans le jardin : les décrypteurs de la vidéo ont perçu des cheveux de Kate qui bougent comme soulevés par une brise, alors que le tapis de fleurs à l’arrière-plan et totalement fixe.

La thèse du deepfake

On passe aux choses plus sérieuses, avec les arguments qui veulent nous démontrer que la princesse de Galles n’a jamais fait ce discours et qu’il s’agit d’un personnage de synthèse, un deepfake. On sait que cette technologie donne des résultats époustouflants. La puce à l’oreille aurait été donné par les mains de la princesse sur la vidéo. De fait, les mains sont des organes complexes à reproduire quand on fait de la synthèse vidéo et c’est parfois elles qui révèlent une image travaillée avec l’intelligence artificielle (IA). Mais dans le cas présent, les détracteurs de la vidéo pensent avoir détecté une anomalie révélatrice : la bague à grosse pierre noire de Kate Middleton n’est plus visible sur certains plans, à un moment précis de la vidéo où la main dans sa gestuelle se penche à la verticale. L’argument ne tient pas la route pour beaucoup qui voient là un simple effet d’optique dû au flou généré par le mouvement de la main.

C’est ensuite la morphologie du visage qui est attaquée.. La mâchoire de la princesse serait beaucoup plus large et anguleuse sur la vidéo que dans la réalité. On parle aussi d’une fossette qui apparaît sur la joue habituellement quand Kate Middleton sourit, qui n’apparaît jamais dans la vidéo quand selon eux elle le devrait. Certains évoquent aussi un clignement des yeux anormalement élevé, argument rapidement mis de côté par d’autres en étudiant d’autres vidéos. C’est aussi la voix qui est attaquée, il s’agirait d’une voix de synthèse, des « experts » auraient analyse la bande son au ralenti et constaté des changements bizarres signant une voix virtuelle.
Enfin, l’argument vestimentaire de choc : la marinière de la princesse est la même que celle qu’elle portait dans un reportage de 2016. Alors, comment se fait-il que « comme par hasard », cette vulgaire marinière (pardon Armor-Lux, fleuron breton des marinières made in 100 % France, bien plus belles que celle de Kate), vêtement quelconque soit encore dans la garde-robe princière et sortie à cette occasion ? N’est-ce pas le signe de l’utilisation d’images anciennes pour fabriquer du neuf avec du vieux ? Pour porter encore cette thèse du deepfake, certains ne comprennent pas que le prince de Galles ne soit pas aux côté de son épouse dans cette annonce difficile de sa maladie éprouvante. À part parce que cela aurait été bien compliquée de faire un montage vidéo combinant un vrai prince avec une fausse princesse. Les pires complotistes la donnent bien évidemment d’ailleurs pour morte…

Réaction de la BBC

La presse anglaise nous apprend que la famille royale a choisi la BBC pour réaliser cette vidéo :

« Kensington Palace a choisi BBC Studios, la branche commerciale de la société, pour tourner la vidéo de la princesse de Galles annonçant qu’elle était soignée pour un cancer, en partie parce que la participation du radiodiffuseur empêcherait les spéculations les plus folles sur sa véracité ».

C’est donc sensé rassurer, mais c’est sans compter la logique complotiste qui veut que plus l’establishment est impliqué, moins c’est fiable. Une mécanique sans fin.

L’expression sur les réseaux sociaux laissent peut de place aux valeurs de la science, notamment la nuance et l’humilité. Mais parfois on a de belles surprises. On fait ici l’instantané d’un échange appréciable entre internautes courtois

C’est le délicieux physicien et vulgarisateur scientifique Etienne Klein qui est à l’origine de tout : il s’exprimait le 12 octobre dernier en ces termes sur le réseau X (anciennement Twitter) :

« Toute anagramme procède d’un hasard pur, d’une coïncidence orthographique qui ne révèle aucun sens caché. Reste que lorsqu’on baptise un parti politique, on doit faire un peu attention au nom choisi, afin que certains mauvais esprit n’aillent pas y chercher midi à quatorze heures. Or, cette prudence a rarement été de mise. Qu’on en juge :
– Reconquête : Être que con
– Le front national : L’entonnoir fatal
– La France insoumise : l’infamie sans coeur
– Alliance : Canaille
– Le parti socialiste : Capitaliste rosi
À compléter… »

Populaire, les réactions ont été nombreuses, mais nous avons retenu l’échange suivant. Chacun jugera de son intérêt mais la rédaction a apprécié la nuance, le respect des valeurs de la science, et de l’autre dans l’échange courtois. Et bien sûr, les questions de fond abordées telle que celle de la science comme outil de compréhension exhaustive de l’univers et la question du déterminisme.

Ce qui suit est une transcription pure et simple avec, au départ la réaction de « Risichad »(@Risichad) à la publication d’Etienne Klein.

Risichad : Excellent ! Comment peut-on croire au hasard lorsque chaque atome qui compose nos cerveaux est soumis à des lois physiques immuables ? Je ne crois pas au hasard, je soutiens l’idée que des phénomènes émergents extrêmement complexes influent également sur le monde anthropologique

Manuel Pourtois (@mnauelpourtois) : A quel moment vos protéines s’émancipent-elles des lois physiques ? Pour le hasard, dans des systèmes classiques, que pensez-vous des attracteurs étranges qui impliquent des sensibilités infinies (pas grandes , infinies) aux conditions initiales.

Risichad : Un nuage n’existe que parce que les molécules le compose sont soumis à des conditions environnementales qui lui donnent une forme, une structure nébuleuse mais assez délimitée pour qu’on puisse apprécier sa forme globale. Y’a pas de hasard dans la forme d’un nuage.
L’humain ne sera jamais capable de calculer toutes les forces impliquées dans l’élaboration d’un nuage, il y a beaucoup trop de particules impliquées. Et même ces particules pourraient être elles mêmes issue de phénomènes émergeants d’un mécanisme intrinsèque… Mais je suppute

Melexsior (@melex_sior) : C’est simplement être déterministe.

Manuel Pourtois : La physique, hélas, n’est pas déterministe. Par plusieurs aspects.

Risichad : Mais la physique n’explique pas tout. Donc oui, dans le cadre de la physique peut être, mais ça ne signifie pas que ça l’est dans l’absolu ! Et si ça l’est, il faudrait d’abord déterminer tout ce qu’on ne sait pas encore pour le prouver, bonne chance

Melexsior : La c’est la charge de la preuve. Vous constatez qu’il n’y a pas d’observation du hasard. Comme lors d’un lancer de dés ou lors de réaction chimique. C’est du déterminisme. Si le hasard existe ou alors si une quelconque puissance autre serait à invoquer c’est la qu’il y aurait à prouver quelque chose. À ma connaissance le déterminisme ici est ce qui explique le mieux ses phénomènes et le plus simplement (charge de la preuve)

Risichad : La preuve on l’a. Si on ne comprend pas les mécanismes qui induisent un effet observable, cela signifie qu’il y a un champ en dehors de ce que nous savons.

Melexsior : Ce n’est pas la même chose de constater une ignorance et d’utiliser ce manque pour y caler des concepts comme légitime ou de même valeur en terme de vraisemblance.

Risichad : Mon horizon est délimité par ce que je sais, je ne peux pas savoir qu’un raisonnement est faux si mon esprit ne sait pas utiliser les outils qui me permettraient de me corriger.

Melexsior : Il y a surtout du ce qu’il est vraisemblable de penser. Savoir est quelque chose d’assez relatif la aussi.

Risichad : Oui, mais plus on possède de connaissance, plus la précision s’affine. Donc il y a une relativité entre les êtres vivants, ou intelligents (on va anticiper l’IA forte). Mais je suis persuadé qu’il y a une vérité absolue mais à tout jamais inatteignable. Un être à 2 dimensions ne pourra jamais appréhender la 3eme dimension, il ne pourrait qu’en apprécier son ombre.

Manuel Pourtois :Dans le monde des êtres à 2 dimensions, la 3eme dimension n’existe pas. Les photons rigolent tous les jours de ces imbéciles qui vivent en 3 dimensions.

Risichad : Mais en pensant en 3 dimensions on peut penser à un espace en 2D et avec une dimension spatiale supplémentaire. Donc en pensant en 4D on pourrait appréhender tout l’espace temps, et pas seulement l’un ou l’autre à la fois.

Manuel Pourtois : Il y a une métrique hyperbolique sur cet espace-temps, c’est le point délicat à appréhender. Δdistance² = Δx² +Δy² +Δz² – Δt² Ce – est la clé de la relativité restreinte et de l’essentiel de la physique. L’espace-temps n’est pas euclidien.

Risichad : Mon cerveau est en ébullition, désolé mais je crois que j’ai atteint l’horizon des évènements. Peut être à demain ou à toujours.

• – – – – (NB : L’intervention ci-dessous n’est pas en réponse à la précédente, en raison de « ramifications » de conversations sur le réseau X, que l’on ne peut reproduire ici).

Melexsior : Ce n’est pas la même chose de constater une ignorance et d’utiliser ce manque pour y caler des concepts comme légitime ou de même valeur en terme de vraisemblance. On ne peut pas par exemple aujourd’hui donner une équation qui prends en compte la gravité et les forces agissant au niveau quantique. Pourtant ses deux domaines démontre leurs efficacité à expliquer le réel Le trou à l’équation les reliant ne suppose pas Dieu par exemple comme hypothèse vraisemblable.

Manuel Pourtois : Y’a pas de hasard dans la forme d’un nuage. L’aérodynamique est un des exemples les plus triviaux des dynamiques chaotiques. Ajoutez-y des molécules, le chaos s’exprime dans la microseconde. La position de 4 molécules est chaotique. Un milliard de milliards de milliards ?

Risichad : Je pense que le chaos n’existe que parce que nous manquons de données. Dans une simulation on pourrait prédire ce chaos en décortiquant chaque étape de calcule produit par l’ordinateur, où une variable aléatoire n’est que le produit d’un calcule lié à son horloge.
Mais dans le monde réel, il y a tellement de particules qu’il est pour le moment impossible de calculer toutes leurs propriétés et leurs interactions entre elles, sachant en plus que nous n’aurons jamais accès à des variables qui dépasseront pour toujours notre entendement.

Manuel Pourtois : Le chaos n’existe que parce que nous manquons de données Non, une différence arbitrairement petite des conditions initiales causera toujours une conséquence finie. La fuite n’est pas dans la précision.

Risichad : Mais la cause de cette différence peut aussi être prédéterminée par une propriété sous-jacente qui échappe à notre de notre compréhension non ? En simulation on pourrait reproduire à l’identique les mouvements d’une pendule double par exemple

Manuel Pourtois : En simulation on pourrait reproduire à l’identique les mouvements d’une pendule double par exemple
Non.

Risichad : Si, car la simulation est un environnement contrôlé, dont même les valeurs initiales sont parfaitement déterminées. Donc on pourrait relancer la même simulation, indéfiniment, tant que les conditions initiales sont identiques, on obtiendra le même résultat

Manuel Pourtois : La simulation, un processus logique déterministe produira une valeur qui n’est pas la valeur du processus simulé sous-jacent. C’est un jeu abstrait. Une simulation plus fine produira un résultat très différent éloigné du premier résultat . Et ainsi de suite…

MelexSior (@melex_sior) : C’est simplement être déterministe

Image d’en-tête : Robert Șerban

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L’iPhone 12 est un grand succès de la marque à la pomme, et l’annonce a un peu gâté la fête de l’événement Apple, sa fameuse « keynote » en grande fanfare qui a eu lieu le 12 septembre en Californie : notre Agence national des fréquences (ANFR) considère que les ondes électromagnétiques émises par ce modèle sont trop puissantes. Sans pour autant représenter un danger pour les utilisateurs, il y a des normes, et elles seraient franchies.

Retrait iPhone 12 en France

Le modèle 12, c’est quand même près d’un tiers des iPhone vendus, que l’on estime à plus de 300 millions d’exemplaires annuels pour l’ensemble des Iphone à travers le monde. Cette annonce de retrait s’est donc largement ressentie sur le cours de bourse de l’entreprise qui a chuté de près de 2,5 %. En outre, le même jour, on a appris que le constructeur Huawei aurait revu à la hausse ses prévisions de livraison de smartphones pour 2023 à 40 millions d’exemplaires, ce qui a provoqué une autre chute du cours boursier d’Apple.

Oui, mais quelles normes pour les ondes électromagnétiques des téléphones ? 4 watts/kg de poids corporel maximum, or l’ANFR, contrôleur français des radiofréquences, fait état de tests réalisés par un laboratoire allemand indépendant qui montrent un taux significativement plus élevé de 5,74 W/kg pour le modèle incriminé. En conséquence, l’État français a exigé le retrait de l’iPhone 12 du marché national.
Apple conteste les données avancées par l’ANFR et affirme que son smartphone respecte la réglementation et toutes les normes applicables.

En pratique, jusqu’à résolution du problème, les iPhone 12 ne peuvent plus être vendus en France, sans doute de façon temporaire : Apple a 15 jours pour se mettre en conformité, ce qui est possible via une mise à jour logicielle qui réduirait les émissions d’ondes. Si cela n’a pas lieu, Apple est tenu par l’État français de rappeler tous les exemplaires vendus, sans compter des amendes et d’éventuelles poursuites en justice.

Pour la marque à la pomme, cet événement est une première, mais le problème n’est pas inédit : Samsung avait été rappelé à l’ordre pour son Galaxy Z Flip.

Le journal Ouest-France a interrogé (voir édition du jour) l’ANFR sur les dangers potentiels du dépassement de la norme reprochée à Apple. Le gendarme des ondes électromagnétiques rappelle qu’elles ont des effets biologiques sur l’organisme des porteurs d’appareils qui en émettent. Ici s’applique le principe de précaution, les normes servant à limiter l’énergie absorbée par le corps générant augmentation de température. Il y a aussi des effets potentiels (pas de preuves) long terme des rayonnements électromagnétiques (cognition, maladies neurodégénératives voire cancers) . La recommandation ANFR est d’éloigner autant que possible le téléphone de quelques centimètres et d’utiliser haut-parleur et écouteurs, kits main-libres autant que possible.

Arrivée iPhone 15

Le nouveau modèle iPhone sera disponible le 22 septembre au prix de départ de 969 euros pour l’iPhone 15 de base, les autres modèles étant classiquement iPhone 15 Plus, iPhone 15 Pro et iPhone 15 Pro Max.

Il n’y a pas de grandes nouveautés à part le design (sur les couleurs et la matière), sauf à se tourner vers l’iPhone Pro au boîtier en titane de 6,7 pouces et une dalle particulièrement lumineuse. La puce A17 Pro dédiée présente une gravure de 3 nm qui permet d’embarquer plus d’intelligence artificielle. Pour les amateurs de photo et vidéo, on bénéficie d’un capteur de pas moins de 48 Mpx et d’un téléobjectif de 12 Mpx. Pour acquérir le bijou, il faudra débourser 1479 euros dans la version à mémoire 256 Go.

USB-C, connecteur universel, intégré = DisplayPort

Charge rapide, transfert de données entre appareil, transmission audio et vidéo, ce connecteur a été défini par la réglementation comme obligatoire dès sur tous les smartphones, selon la réglementation européenne, à compter du 28 décembre 2024. L’Apple iPhone 15 l’intègre, ce qui n’était pas forcément attendu si tôt.

On découvre aussi un port DisplayPort, pour du 4K à 60 Hz.

Tout cela va permettre de régler le casse-tête des chargeurs multiples et de pouvoir connecter de multiples appareils entre eux.

Quel bénéfice finalement avec l’iPhone 15 ? À chacun de l’évaluer en fonction de ses besoins et goûts, mais à coup sûr pour tous, on entraperçoit la baisse à venir des modèles plus anciens dont en particulier le modèle précédent, l’iPhone 14.

Apple iWatch 9 : un cerveau dans le poignet ?

La nouvelle série iWatch est disponible à l’achat dès maintenant, nous l’avons vérifié dans la boutique Apple France, avec un prix de départ de 449 euros. Il est appréciable de constater que ce premier prix est le même que celui de la Série 8, pour le boîtiers 41 mm (l’autre taille est 45 mm) en aluminium (l’acier inox est sensiblement plus cher). Les commandes seront livrées à compter du 22 septembre comme pour l’iPhone 15..

L’écran Retina passe de 1 000 à 2 000 nits par rapport à la série 8 (le modèle haut de gamme Ultra de 49 mm est à 3 000 nits).

On notera que les bracelets en cuir ont disparu du catalogue de base, pour des raisons écologiques. Dans ce registre, certains bracelets portent le label de neutralité carbone. On est tout de suite allé voir ce que cela donne du côté partenariat avec Hermès, dont les bracelets cuirs luxueux sont une marque de fabrique. Et bien ils sont disparu pour faire place à des bracelets originaux en caoutchouc ou textile, tressés ou tissés (iWatch Hermès : à partir de 1399 euros).

Et les fonctionnalités ?

La nouvelle puce S9, qui se décline aussi sur le modèle Ultra, intègre le moteur neural (Neural Engine) d’Apple, qui apporte du deep learning dans le circuit et surtout l’autonomise : plus de dépendance au wifi ou au cellulaire pour l’exécution des commandes, ce qui est synonyme de plus de rapidité et de fiabilité.

On ne voit pas de gros changements sur les fonctionnalités avec cette série 9. Le « toucher 2 fois » (double tap) est sans doute la plus impressionnante, elle permet de passer des commandes prédéfinies à la montre en tapotant 2 fois l’index et le pouce.

Image d’en-tête : Source Apple

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« L’histoire de la NASA est celle de barrières franchies et de technologies transformées pour soutenir nos missions et bénéficier à l’ensemble de l’humanité », a déclaré Bill Nelson, administrateur de la NASA. Les concepts sélectionnés dans le cadre du programme NIAC de la NASA aideront les chercheurs à mettre au point de nouvelles technologies susceptibles de révolutionner l’exploration du ciel et d’améliorer la vie quotidienne sur Terre.

Le NIAC nourrit des idées visionnaires qui pourraient transformer les futures missions de la NASA en finançant des études de concepts technologiques à un stade précoce. Les bourses de la phase II poursuivent le travail sur les études de concepts initiées dans le cadre des bourses de la phase I du NIAC. Au cours de la phase II, les boursiers continuent à développer leurs concepts et à explorer les possibilités d’infusion au sein de la NASA et au-delà.

Chacun des six boursiers recevra jusqu’à 600 000 dollars sur deux ans pour développer son concept. Voici les projets sélectionnés et leur chercheur attitré.

Radar Rydberg quantique pour la surface, la topographie et la végétation

Ce concept utiliserait la technologie de radar quantique à accord dynamique de dernière génération pour améliorer les études de télédétection de la Terre et d’autres mondes, en utilisant les signaux terrestres réfléchis par d’autres engins spatiaux en orbite pour éliminer la nécessité de déployer de grandes antennes.

Chercheur : Darmindra Arumugam, Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud

Propulsion silencieuse à semi-conducteurs pour les véhicules de mobilité aérienne avancés

Ce concept vise à développer des propulseurs électro-aérodynamiques presque silencieux pour des avions à décollage et atterrissage verticaux qui pourraient être utilisés pour transporter du fret et éventuellement des passagers sur de courtes distances dans les zones urbaines.

Chercheur : Steven Barrett, Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, Massachusetts

PI – Défense planétaire

Ce concept pourrait doter la Terre d’une capacité de réaction rapide permettant d’atténuer l’impact désastreux d’un astéroïde ou d’une comète en pulvérisant l’objet en morceaux suffisamment petits pour brûler dans l’atmosphère terrestre. L’approche traditionnelle de défense planétaire consiste en un transfert d’énergie entre l’impacteur et la menace qui modifie l’orbite de la menace de manière à ce qu’elle manque la Terre, ce qui est généralement connu sous le nom de « déflexion ». On en a fait l’essai il y a quelques moi, Science infuse était là pour le relater en direct.
L’approche PI est différente car elle n’utilise pas le transfert de quantité de mouvement, mais le transfert d’énergie. La menace n’est pas atténuée par déviation mais par pulvérisation, puis en utilisant l’atmosphère terrestre comme bouclier.
Le procédé PI fait appel à un ensemble de petits pénétrateurs cinétiques à hyper-vélocité qui désassemblent et fragmentent un astéroïde ou une petite comète.

Chercheur : Philip Lubin, University of California, Santa Barbara, California

Mission Nyx d’observation de l’univers depuis l’espace lointain via EmberCore

EmberCore estun système de propulsion radio-isotopique-électrique à haute puissance spécifique.
Ce concept vise à développer des propulseurs électro-aérodynamiques presque silencieux pour des avions à décollage et atterrissage verticaux qui pourraient être utilisés pour transporter du fret et éventuellement des passagers sur de courtes distances dans les zones urbaines.

Chercheur : Christopher Morrison, Ultra Safe Nuclear Corporation in Seattle

Observatoire FarView – Un grand réseau radio sur la face cachée de la Lune, fabriqué sur site

Ce concept permettrait de créer un réseau massif de radiotélescopes sur la face cachée de la Lune , construit de manière autonome à l’aide des ressources extraites du régolithe de la Lune – qui pourrait effectuer des observations sans précédent sur les premiers instants de l’univers.

FarView est un réseau de radiotélescopes à basse fréquence (5 à 40 MHz) composé de 100 000 antennes dipôles, dispersées sur environ 200 km². L’observatoire est fabriqué in situ, en utilisant les technologies développées par Lunar Resources qui extraient d’abord les métaux (ainsi que l’oxygène) du régolithe lunaire, puis fabriquent la plupart des éléments nécessaires à l’observatoire : antennes dipôles, cellules solaires, lignes électriques, à partir de ces matériaux. FarView sera construit sur la face cachée de la Lune afin de le protéger des interférences radio ionosphériques et anthropomorphiques de la Terre qui compromettent la réalisation de ces observations sur Terre.

Chercheur : Ronald Polidan, Lunar Resources, Inc. in Houston

« Astropharmacie » flexible, personnalisée et à la demande

Ce concept utiliserait des bactéries pour créer des médicaments à la demande lors de missions spatiales prolongées, notamment une classe de médicaments qui pourraient être utilisés pour traiter l’exposition aux radiations ou aider à protéger la santé osseuse des astronautes dans l’espace.

Alors que la NASA s’engage dans une nouvelle ère d’exploration spatiale au-delà de l’orbite terrestre basse, la nécessité de fournir des produits pharmaceutiques efficaces dans l’espace doit être prise en compte. Et si de petites quantités de produits pharmaceutiques pouvaient être fabriquées dans l’espace, sur place, à la demande ? Une catégorie de médicaments pose le plus grand défi : les médicaments à base de petites protéines (peptides). Ces médicaments, même réfrigérés, ont une durée de conservation très courte (quelques mois) et nécessitent donc une solution de « production à la demande » pour les missions de longue durée qui peuvent durer des années. Les médicaments protéiques – environ un tiers de tous les nouveaux médicaments mis sur le marché aujourd’hui – comprennent certaines des contre-mesures les plus importantes pour les vols spatiaux, telles que le filgrastim, un facteur de croissance qui peut restaurer la moelle osseuse après des dommages dus aux radiations, et le tériparatide, un médicament peptidique qui prévient la déminéralisation osseuse.

Si l’astropharmacie aboutit, elle constituera une avancée essentielle pour les opérations médicales lors des missions spatiales de longue durée mais aussi pour des projets d’application dérivées sur Terre.

Chercheur : Lynn Rothschild, NASA’s Ames Research Center in California’s Silicon Valley

Image d’en-tête : Représentation graphique de la mission Nyx d’observation de l’univers depuis les profondeurs de l’espace, rendue possible par EmberCore, un système de propulsion électrique à radioisotope à haute puissance spécifique. Crédit : Christopher Morrison

Pour aller plus loin

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Les deux agences ont révélé les noms des membres d’équipage lundi lors d’un événement organisé à Ellington Field, près du Centre spatial Johnson de la NASA à Houston.

« L’équipage d’Artemis II représente des milliers de personnes qui travaillent sans relâche pour nous amener vers les étoiles. C’est leur équipage, c’est notre équipage, c’est l’équipage de l’humanité » a déclaré Bill Nelson, administrateur de la NASA. « Les astronautes de la NASA Reid Wiseman, Victor Glover et Christina Hammock Koch, ainsi que l’astronaute de l’ASC Jeremy Hansen, ont chacun leur propre histoire, mais, ensemble, ils représentent notre credo : E pluribus unum – de plusieurs, un. Ensemble, nous ouvrons une nouvelle ère d’exploration pour une nouvelle génération de marins étoilés et de rêveurs – la génération Artemis ».

Sur la photo officielle (crédit : NASA) :  (de droite à gauche) : les astronautes de la NASA Christina Hammock Koch, Reid Wiseman (assIs, commandant de la mission), Victor Glover, et enfin Jeremy Hansen de l’ESA (Agence spatiale canadienne). Crédit

L’essai en vol Artemis II, d’une durée d’environ 10 jours, sera lancé à l’aide de la puissante fusée Space Launch System de l’Agence spatiale canadienne. Il permettra de tester les systèmes de survie du vaisseau Orion et de valider les capacités et les techniques nécessaires pour que les humains puissent vivre et travailler dans l’espace lointain.

« Nous retournons sur la Lune et le Canada est au cœur de ce voyage passionnant » a déclaré l’honorable François-Philippe Champagne, ministre responsable de l’Agence spatiale canadienne. « Grâce à notre collaboration de longue date avec la NASA, un astronaute canadien participera à cette mission historique. Au nom de tous les Canadiens, je tiens à féliciter Jeremy d’être à l’avant-garde de l’une des entreprises humaines les plus ambitieuses jamais entreprises. La participation du Canada au programme Artemis n’est pas seulement un chapitre déterminant de notre histoire dans l’espace, mais aussi un témoignage de l’amitié et du partenariat étroit entre nos deux nations ».

Ce vol, qui s’inscrit dans le prolongement de la mission sans équipage Artemis I achevée en décembre, ouvrira la voie à la première femme et à la première personne « de couleur » vers la Lune dans le cadre du programme Artemis, a déclaré la NASA dans son communiqué ce jour.

Des missions sur la Lune… et Mars dans le viseur

L’objectif ? ouvrir la voie à de futures missions d’exploration humaine à long terme vers la Lune et, à terme, vers Mars.

« Cette mission ouvre la voie à l’expansion de l’exploration humaine de l’espace lointain et offre de nouvelles possibilités de découvertes scientifiques, de partenariats commerciaux, industriels et universitaires, ainsi que de la génération Artemis » a déclaré Vanessa Wyche, directrice de la NASA Johnson

Rencontre avec les astronautes d’Artemis II

Reid Wiseman : c’est son deuxième voyage, il a déjà servi en tant qu’ingénieur de vol à bord de la Station internationale dans le cadre de l’Expédition 41, de mai à novembre 2014. Il a à son crédit 165 jours dans l’espace, dont près de 13 heures en tant qu’astronaute principal lors de deux sorties à l’extérieur du complexe orbital. Avant sa mission, Reid Wiseman a occupé le poste de chef du Bureau des astronautes de décembre 2020 à novembre 2022.

Victor Glover : La mission sera son deuxième vol spatial. Il a été pilote de l’équipage SpaceX Crew-1 de la NASA, qui a atterri le 2 mai 2021 après 168 jours dans l’espace. En tant qu’ingénieur de vol à bord de la station spatiale pour l’Expédition 64, il a contribué aux recherches scientifiques, aux démonstrations technologiques et a participé à quatre sorties dans l’espace.

Hammock Koch: Elle effectuera également son deuxième vol dans l’espace dans le cadre de la mission Artemis II. Elle a été ingénieur de vol à bord de la station spatiale lors des expéditions 59, 60 et 61. Ellea a établi le record du plus long vol spatial effectué par une femme avec un total de 328 jours dans l’espace et a participé aux premières sorties dans l’espace effectuées par des femmes.

Jeremy Hansen : il représente le Canada et effectuera son premier vol spatial. Colonel des Forces armées canadiennes et ancien pilote de chasse, il est titulaire d’une licence en sciences spatiales du Collège militaire royal du Canada à Kingston (Ontario), et d’une maîtrise en sciences physiques du même établissement obtenue en 2000, avec pour thème de recherche la poursuite de satellites à grand champ de vision. Il a occupé le poste de Capcom au Centre de contrôle de mission de la NASA à Johnson et, en 2017 ; l est devenu le premier Canadien à se voir confier la direction d’une classe d’astronautes de la NASA, en dirigeant la formation des candidats astronautes des États-Unis et du Canada.

Technologies innovantes

Au-delà de la seconde expérience depuis 1969 de marcher sur la Lune pour l’Homme, grâce aux missions Artemis, la NASA utilisera des technologies innovantes pour explorer une plus grande partie de la surface lunaire . Tout cela aura lieu dans le cadre de partenariats commerciaux et internationaux avec pour objectif pour la première fois la première présence à long terme sur la Lune. Ensuite, « nous utiliserons ce que nous aurons appris sur la Lune et autour d’elle pour faire le prochain pas de géant : envoyer les premiers astronautes sur Mars« , déclare la NASA.

Artemis III

Lors de la mission Artemis III en 2025, actuellement prévue pour 2025, il est prévu que les astronautes embarquent l’atterrisseur Starship en orbite lunaire à partir de leur vaisseau Orion pour être ensuite transportés sur le sol lunaire, a expliqué la NASA.

Rendez-vous dans un premier temps en novembre 2024 pour le lancement de la mission Artemis II.

Mise à jour : 4/4/2023 : ajout du paragraphe Artemis III et d’un dessin de presse – 5/4/2023 : Suppression d’une partie du titre indiquant que certains astronautes aluniraient.

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La mécanique quantique, théorie qui régit le monde microscopique des atomes et des particules, a certainement le facteur X. Contrairement à de nombreux autres domaines de la physique, elle est bizarre et contre-intuitive, ce qui la rend éblouissante et intrigante. Lorsque le prix Nobel de physique 2022 a été décerné à Alain Aspect, John Clauser et Anton Zeilinger pour leurs recherches sur la mécanique quantique, il a suscité enthousiasme et discussions.

Mais les débats sur la mécanique quantique – que ce soit sur les forums de discussion, dans les médias ou dans la science-fiction, peuvent souvent s’embrouiller en raison d’un certain nombre de mythes et d’idées fausses persistants. En voici quatre.

1. Un chat peut être mort et vivant

Erwin Schrödinger n’aurait probablement jamais pu prédire que son expérience de réflexion, le chat de Schrödinger, atteindrait le statut de mème sur Internet au XXIe siècle.

Elle suggère qu’un félin malchanceux coincé dans une boîte dotée d’un interrupteur déclenché par un événement quantique aléatoire – une désintégration radioactive, par exemple – pourrait être vivant et mort en même temps, tant que nous n’ouvrons pas la boîte pour vérifier.

Nous savons depuis longtemps que les particules quantiques peuvent se trouver dans deux états – par exemple à deux endroits – en même temps. Nous appelons cela une superposition.

Les scientifiques ont pu le démontrer dans la célèbre expérience des doubles fentes, où une seule particule quantique, comme un photon ou un électron, peut passer simultanément par deux fentes différentes dans un mur. Comment le savons-nous ?

En physique quantique, l’état de chaque particule est également une onde. Mais lorsque nous envoyons un flux de photons – un par un – à travers les fentes, cela crée un motif de deux ondes qui interfèrent l’une avec l’autre sur un écran situé derrière la fente. Comme chaque photon n’a pas eu d’autres photons avec lesquels interférer lorsqu’il a traversé les fentes, cela signifie qu’il a dû traverser simultanément les deux fentes – en interférant avec lui-même (image ci-dessous).

Lumière de diffraction

Expérience de la double-fente (théorie des ondes de Young)

Cependant, pour que cela fonctionne, les états (ondes) de la superposition de la particule qui traverse les deux fentes doivent être « cohérents« , c’est-à-dire avoir une relation bien définie entre eux.

Ces expériences de superposition peuvent être réalisées avec des objets de taille et de complexité toujours plus grandes. Une expérience célèbre réalisée par Anton Zeilinger en 1999 a démontré la superposition quantique avec de grandes molécules de carbone 60 connues sous le nom de « buckyballs« .

Que cela signifie-t-il pour notre pauvre chat ? Est-il vraiment à la fois vivant et mort tant que nous n’ouvrons pas la boîte ? De toute évidence, un chat n’a rien à voir avec un photon individuel dans un environnement de laboratoire contrôlé, il est beaucoup plus grand et plus complexe. Toute cohérence que les trillions de trillions d’atomes qui composent le chat pourraient avoir entre eux est extrêmement brève.

Cela ne signifie pas que la cohérence quantique est impossible dans les systèmes biologiques, mais simplement qu’elle ne s’applique généralement pas aux grandes créatures comme les chats ou les humains.

2. Des analogies simples peuvent expliquer l’intrication

L’intrication est une propriété quantique qui relie deux particules différentes de sorte que si on en mesure une, on connaît automatiquement et instantanément l’état de l’autre, quelle que soit la distance qui les sépare.

Les explications courantes de cette propriété font généralement appel à des objets du quotidien de notre monde macroscopique classique, tels que des dés, des cartes ou même des paires de chaussettes de couleur différente. Par exemple, imaginez que vous dites à un ami que vous avez placé une carte bleue dans une enveloppe et une carte orange dans une autre. Si votre ami emporte et ouvre l’une des enveloppes et trouve la carte bleue, il saura que vous avez gardé la carte orange.

Mais pour comprendre la mécanique quantique, il faut imaginer que les deux cartes contenues dans les enveloppes sont dans une superposition conjointe, c’est-à-dire qu’elles soient à la fois orange et bleue (plus précisément orange/bleu et bleu/orange). L’ouverture d’une enveloppe révèle une couleur déterminée au hasard. Mais l’ouverture de la seconde révèle toujours la couleur opposée, car elle est liée de manière « effrayante » à la première carte.

On pourrait forcer les cartes à apparaître dans une autre série de couleurs, ce qui reviendrait à effectuer un autre type de mesure. On pourrait ouvrir une enveloppe en posant la question suivante : « Es-tu une carte verte ou rouge ? ». La réponse serait à nouveau aléatoire : verte ou rouge. Mais surtout, si les cartes étaient intriquées, l’autre carte donnerait toujours le résultat opposé à cette même question.

Albert Einstein a tenté d’expliquer ce phénomène à l’aide de l’intuition classique, en suggérant que les cartes pourraient avoir reçu un ensemble d’instructions internes cachées leur indiquant la couleur à afficher pour une question donnée. Il a également rejeté l’apparente action « effrayante » entre les cartes qui leur permettrait de s’influencer instantanément, ce qui impliquerait une communication plus rapide que la vitesse de la lumière, ce qui est interdit par les théories d’Einstein.

Cependant, l’explication d’Einstein a ensuite été écartée par le théorème de Bell (un test théorique créé par le physicien John Stewart Bell) et les expériences menées par les lauréats du prix Nobel de 2022. L’idée que la mesure d’une carte intriquée modifie l’état de l’autre n’est pas vraie. Les particules quantiques sont juste mystérieusement corrélées d’une manière que nous ne pouvons pas décrire avec la logique ou le langage de tous les jours ; elles ne communiquent pas tout en contenant un code caché, comme le pensait Einstein. En conséquence, vous pouvez oublier les objets du quotidien lorsque vous pensez à l’intrication.

3. La nature est irréelle et « non-locale »

On dit souvent que le théorème de Bell prouve que la nature n’est pas « locale », qu’un objet n’est pas Influencé uniquement directement par son environnement immédiat. Une autre interprétation courante est qu’il implique que les propriétés des objets quantiques ne sont pas « réelles », qu’elles n’existent pas avant la mesure.

Mais le théorème de Bell ne nous permet de dire que la physique quantique signifie que la nature n’est pas à la fois réelle et locale que si nous supposons quelques autres choses en même temps. Ces hypothèses incluent l’idée que les mesures n’ont qu’un seul résultat (et non plusieurs, peut-être dans des mondes parallèles), que la cause et l’effet s’écoulent dans le temps et que nous ne vivons pas dans un « univers mécanique » dans lequel tout est prédéterminé depuis la nuit des temps.

4. Personne ne comprend la mécanique quantique

Une citation classique (attribuée au physicien Richard Feynman, mais sous cette forme paraphrasant également Niels Bohr) postule : « Si vous pensez comprendre la mécanique quantique, vous ne la comprenez pas. »

Cette opinion est largement répandue dans le public. La physique quantique est supposée impossible à comprendre, y compris par les physiciens. Mais en se plaçant au XXIe siècle, la physique quantique n’est ni mathématiquement ni conceptuellement particulièrement difficile pour les scientifiques. Nous la comprenons extrêmement bien, à tel point que nous pouvons prédire les phénomènes quantiques avec une grande précision, simuler des systèmes quantiques très complexes et même commencer à construire des ordinateurs quantiques.

La superposition et l’intrication, lorsqu’elles sont expliquées dans le langage de l’information quantique, ne nécessitent pas plus que des mathématiques de niveau secondaire. Le théorème de Bell ne nécessite pas du tout de physique quantique. Il peut être dérivé en quelques lignes à l’aide de la théorie des probabilités et de l’algèbre linéaire.

La véritable difficulté réside peut-être dans la manière de concilier la physique quantique avec notre réalité intuitive. Le fait de ne pas avoir toutes les réponses ne nous empêchera pas de faire de nouveaux progrès en matière de technologie quantique. Il suffit de nous taire et calculer.

Heureusement pour l’humanité, les lauréats du prix Nobel Aspect, Clauser et Zeilinger ont refusé de se taire et ont continué à demander pourquoi. D’autres, comme eux, pourraient un jour contribuer à réconcilier les bizarreries quantiques avec notre expérience de la réalité.

Malgré le théorème de Bell, la nature pourrait bien être réelle et locale, si l’on permettait de briser certaines autres choses que nous considérons comme relevant du bon sens, comme le temps qui avance. Et la poursuite des recherches permettra, espérons-le, de réduire le grand nombre d’interprétations potentielles de la mécanique quantique. Cependant, la plupart des options sur la table – par exemple, le temps s’écoulant à rebours, ou l’absence de libre arbitre – sont au moins aussi absurdes que l’abandon du concept de réalité locale.

Pour aller plus loin

Texte paru initialement en anglais dans The Conversation, traduit par la Rédaction. La traduction étant protégée par les droits d’auteur, cet article traduit n’est pas libre de droits. Nous autorisons la reproduction avec les crédits appropriés : « Citizen4Science/Science infuse » pour la version française avec un lien vers la présente page.

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La gravité lie nos corps à la planète Terre, mais elle ne définit pas les limites de l’esprit humain en pleine expansion. En novembre 1915 – il y a un siècle – la preuve en a été faite lorsqu’Albert Einstein, dans une série de conférences données à l’Académie des sciences de Prusse, a présenté une théorie qui allait révolutionner notre façon de voir la gravité. et la physique elle-même.

Pendant deux siècles, la théorie de la gravitation universelle de Newton, remarquablement simple et élégante, avait semblé bien expliquer la question. Mais, comme c’est de plus en plus souvent le cas en physique, la simplicité n’est plus de mise.

Le point de départ d’Einstein pour la relativité générale était sa théorie de la relativité restreinte, publiée en 1905. Cette théorie explique comment formuler les lois de la physique en l’absence de gravité. Au centre de ces deux théories se trouve une description de l’espace et du temps différente de celle que le bon sens suggère.

Les théories expliquent comment interpréter le mouvement entre différents endroits qui se déplacent à des vitesses constantes les uns par rapport aux autres, plutôt que par rapport à une sorte d’Éther absolu (comme Newton l’avait supposé). Bien que les lois de la physique soient universelles, différents spectateurs verront le timing des événements différemment en fonction de la vitesse à laquelle ils voyagent. Un événement qui semblerait prendre 1 000 ans vu de la Terre peut sembler ne prendre qu’une seconde pour quelqu’un dans un vaisseau spatial voyageant à grande vitesse.

Au centre des théories d’Einstein se trouve le fait que la vitesse de la lumière est indépendante du mouvement de l’observateur qui mesure cette vitesse. C’est étrange, car le bon sens suggère que si vous êtes assis dans votre voiture le long d’une voie ferrée, un train qui passe vous semblera se déplacer beaucoup plus vite que si vous le suiviez dans la même direction. En revanche, si vous êtes assis et que vous regardez passer un faisceau lumineux, celui-ci se déplacera à la même vitesse, que vous le suiviez ou non, ce qui indique clairement que le bon sens ne fonctionne pas.

L’implication de cette théorie est que nous devons abandonner l’idée qu’il existe un temps universel, et accepter que le temps enregistré par une horloge dépende de sa trajectoire lors de son déplacement dans l’univers. Cela signifie également que le temps passe plus lentement lorsque l’on va vite, ce qui veut dire qu’un jumeau qui part dans l’espace vieillira plus lentement que son frère ou sa sœur restés sur Terre. Ce « paradoxe des jumeaux » peut sembler être une bizarrerie mathématique, mais il a en fait été vérifié expérimentalement en 1971, lors d’une expérience utilisant des horloges atomiques sur des vols commerciaux.

La relativité restreinte ne fonctionne que pour les cadres inertiels qui se déplacent l’un par rapport à l’autre à vitesse constante – elle ne peut pas décrire ce qui se passe s’ils accélèrent. Einstein s’est demandé comment l’étendre pour inclure une telle accélération et tenir compte de la gravité, qui provoque une accélération et qui est, après tout, partout.

Il s’est rendu compte que l’effet de la gravité disparaît si l’on n’essaie pas de la surmonter. Il a imaginé des personnes dans un ascenseur dont le câble s’était rompu en chute libre et a calculé que, puisque les objets flottaient soit immobiles, soit à vitesse constante, les personnes ne ressentaient pas la gravité. Aujourd’hui, nous savons que c’est vrai, car nous l’avons constaté nous-mêmes chez des personnes dans la station spatiale internationale. Dans les deux cas, aucune force ne s’oppose à l’effet de la gravité et les personnes ne ressentent aucune gravité.

Einstein s’est également rendu compte que l’effet de la gravité est le même que l’effet de l’accélération ; rouler à grande vitesse nous pousse vers l’arrière, comme si la gravité nous tirait. Ces deux indices ont conduit Einstein à la relativité générale. Alors que Newton considérait la gravité comme une force se propageant entre les corps, Einstein l’a décrite comme une pseudo-force ressentie parce que l’ensemble du tissu entrelacé de l’espace et du temps se plie autour d’un objet massif.

Einstein lui-même avait déclaré que son chemin était loin d’être facile. Il écrivit : « De toute ma vie, je n’ai jamais travaillé aussi dur, et je me suis imprégné d’un grand respect pour les mathématiques, dont la partie la plus subtile était jusqu’à présent considérée comme un pur luxe par mon esprit simple ».

Les preuves

Dès qu’Einstein a découvert la relativité générale, il a réalisé qu’elle expliquait l’incapacité de la théorie de Newton à rendre compte de l’orbite de Mercure. L’orbite n’est pas tout à fait circulaire, ce qui signifie qu’il existe un point où la planète est la plus proche du soleil. La théorie de Newton prédit que ce point est fixe, mais l’observation montre qu’il tourne lentement autour du soleil et Einstein a découvert que la relativité générale décrit correctement cette rotation.

« J’étais fou de joie et d’enthousiasme », écrivait-il quelques mois plus tard. Depuis lors, la relativité générale a passé avec brio de nombreux tests d’observation.

Vous utilisez la relativité générale chaque fois que vous faites appel au système GPS pour connaître votre position sur la surface de la Terre. Ce système émet des signaux radio en provenance de 24 satellites et le récepteur GPS de votre téléphone ou de votre voiture analyse trois de ces signaux ou plus pour déterminer votre position en utilisant la relativité générale. Si vous aviez utilisé la théorie de Newton, le système GPS aurait donné une position erronée.

Mais si la relativité générale fonctionne bien pour décrire le monde physique à grande échelle, la mécanique quantique s’est imposée comme la théorie la plus aboutie pour les particules minuscules telles que celles qui composent un atome. Tout comme les théories de la relativité, la mécanique quantique est contre intuitive. Il reste à voir s’il est possible d’unir les deux, mais il est peu probable que cela réintroduise du bon sens dans la physique.

Pour aller plus loin

Texte paru initialement en anglais dans The Conversation, traduit par la Rédaction. La traduction étant protégée par les droits d’auteur, ce article traduit n’est pas libre de droits. Nous autorisons la reproduction avec les crédits appropriés : « Citizen4Science/Science infuse » pour la version française avec un lien vers la présente page.

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On prétend souvent que les Grecs anciens ont été les premiers à identifier des objets qui n’ont aucune taille, mais qui sont pourtant capables de construire le monde qui nous entoure grâce à leurs interactions. Et comme nous sommes capables d’observer le monde dans des détails de plus en plus petits grâce à des microscopes de plus en plus puissants, il est naturel de se demander de quoi sont faits ces objets.

Nous pensons avoir trouvé certains de ces objets : les particules subatomiques, ou particules fondamentales, qui, n’ayant aucune taille, ne peuvent avoir aucune sous-structure. Nous cherchons maintenant à expliquer les propriétés de ces particules et travaillons à montrer comment elles peuvent être utilisées pour expliquer le contenu de l’univers.

Il existe deux types de particules fondamentales : les particules de matière, dont certaines se combinent pour produire le monde qui nous entoure, et les particules de force – dont l’une, le photon, est responsable du rayonnement électromagnétique. Ces dernières sont classées dans le modèle standard de la physique des particules, qui théorise la manière dont les éléments de base de la matière interagissent, sous l’effet des forces fondamentales. Les particules de matière sont des fermions tandis que les particules de force sont des bosons.

Particules de matière : quarks et leptons

Les particules de matière sont divisées en deux groupes : les quarks et les leptons – il y en a six, chacun ayant un partenaire correspondant.

Les leptons sont divisés en trois paires. Chaque paire comprend une particule élémentaire chargée et une particule sans charge, beaucoup plus légère et extrêmement difficile à détecter. La plus légère de ces paires est l’électron et l’électron-neutrino.

L’électron chargé est responsable des courants électriques. Son partenaire non chargé, appelé électron-neutrino, est produit en abondance dans le soleil. Ces derniers interagissent si faiblement avec leur environnement qu’ils traversent sans encombre la Terre. Un million d’entre eux traversent chaque centimètre carré de votre corps chaque seconde, jour et nuit.

Les électrons-neutrinos sont produits en nombre inimaginable lors des explosions de supernovae et ce sont ces particules qui dispersent dans l’univers les éléments produits par la combustion nucléaire. Ces éléments comprennent le carbone dont nous sommes faits, l’oxygène que nous respirons et presque tout ce qui existe sur terre. Par conséquent, malgré la réticence des neutrinos à interagir avec d’autres particules fondamentales, ils sont indispensables à notre existence. Les deux autres paires de neutrinos (appelées muon et neutrino muon, tau et neutrino tau) semblent n’être que des versions plus lourdes de l’électron.

Comme la matière normale ne contient pas ces particules, il peut sembler qu’elles constituent une complication inutile. Cependant, au cours de la première à la dixième seconde de l’univers qui a suivi le Big Bang, elles ont joué un rôle crucial dans l’établissement de la structure de l’univers dans lequel nous vivons – connu sous le nom d’époque des leptons.

Les six quarks sont également répartis en trois paires aux noms fantaisistes : Les six quarks sont également répartis en trois paires aux noms fantaisistes : « up » et « down », « charmé » et « étrange », et « top » et « bottom » (précédemment appelés « vérité » et « beauté », mais malheureusement modifiés). Les quarks up et down s’assemblent pour former les protons et les neutrons qui se trouvent au cœur de chaque atome. Encore une fois, seule la paire de quarks la plus légère se trouve dans la matière normale, les paires charmé/étrange et up/bottom semblent ne jouer aucun rôle dans l’univers tel qu’il existe actuellement, mais, comme les leptons plus lourds, ils ont joué un rôle dans les premiers instants de l’univers et ont contribué à en créer un qui se prête à notre existence.

Particules de force

Il existe six particules de force dans le modèle standard, qui créent les interactions entre les particules de matière. Elles sont divisées en quatre forces fondamentales : les forces gravitationnelle, électromagnétique, forte et faible.

Le photon est une particule de lumière et est responsable des champs électriques et magnétiques, créés par l’échange de photons d’un objet chargé à un autre.

Le gluon produit la force responsable de la cohésion des quarks pour former les protons et les neutrons, et de la cohésion de ces protons et neutrons pour former des noyaux plus lourds.

Trois particules appelées « W plus », « W moins » et « Z zéro » – appelées bosons vecteurs intermédiaires – sont responsables du processus de désintégration radioactive et des processus dans le soleil qui le font briller. Une sixième particule de force, le graviton, est censée être responsable de la gravitation, mais n’a pas encore été observée.

Anti-matière : la réalité de la science-fiction

Nous connaissons également l’existence de l’antimatière. Il s’agit d’un concept très apprécié des auteurs de science-fiction, mais il existe réellement. Les particules d’antimatière ont été fréquemment observées. Par exemple, le positron (l’antiparticule de l’électron) est utilisé en médecine pour cartographier nos organes internes grâce à la tomographie par émission de positrons (TEP). Il est bien connu que lorsqu’une particule rencontre son antiparticule, elles s’annihilent toutes les deux et une explosion d’énergie est produite. Un scanner TEP est utilisé pour détecter ce phénomène.

Chacune des particules de matière ci-dessus a une particule partenaire qui a la même masse, mais une charge électrique opposée. Nous pouvons donc doubler le nombre de particules de matière (six quarks et six leptons) pour arriver à un nombre final de 24.

Nous attribuons aux quarks de matière la valeur +1 et aux quarks d’anti-matière la valeur -1. Si nous additionnons le nombre de quarks de matière et le nombre de quarks d’anti-matière, nous obtenons le nombre net de quarks dans l’univers, qui ne varie jamais. Si nous disposons de suffisamment d’énergie, nous pouvons créer n’importe quel quark de matière, à condition de créer en même temps un quark d’anti-matière. Dans les premiers instants de l’univers, ces particules étaient créées en permanence. Aujourd’hui, elles ne sont créées que lors des collisions des rayons cosmiques avec l’atmosphère des planètes et des étoiles.

Le fameux boson de Higgs

Il existe une dernière particule qui complète l’appel des particules dans ce que l’on appelle le modèle standard de la physique des particules décrit jusqu’à présent. Il s’agit du boson de Higgs, prédit par Peter Higgs il y a 50 ans, et dont la découverte au CERN en 2012 a valu un prix Nobel à Higgs et François Englert.

Le boson de Higgs est une particule étrange : c’est la deuxième plus lourde des particules du modèle standard et elle résiste à une explication simple. On dit souvent qu’il est à l’origine de la masse, ce qui est vrai, mais trompeur. Elle donne de la masse aux quarks, et les quarks constituent les protons et les neutrons, mais seuls 2 % de la masse des protons et des neutrons sont fournis par les quarks, le reste provenant de l’énergie des gluons.

À ce stade, nous avons comptabilisé toutes les particules requises par le modèle standard : six particules de force, 24 particules de matière et une particule de Higgs – soit un total de 31 particules fondamentales. Malgré ce que nous savons d’elles, leurs propriétés n’ont pas été suffisamment bien mesurées pour nous permettre d’affirmer définitivement que ces particules sont tout ce qui est nécessaire pour construire l’univers que nous voyons autour de nous, et nous n’avons certainement pas toutes les réponses. Le prochain passage du Grand collisionneur de hadrons nous permettra d’affiner nos mesures de certaines de ces propriétés – mais il y a autre chose.

Cependant la théorie est toujours erronée

La belle théorie, le modèle standard, a été testée et re-testée pendant deux décennies et plus ; et nous n’avons pas encore fait une mesure qui soit en contradiction avec nos prédictions. Mais nous savons que le modèle standard doit être faux. Lorsque nous faisons entrer en collision deux particules fondamentales, un certain nombre de résultats sont possibles. Notre théorie nous permet de calculer la probabilité qu’un résultat particulier se produise, mais aux énergies au-delà de celles que nous avons atteintes jusqu’à présent, elle prédit que certains de ces résultats se produisent avec une probabilité supérieure à 100 % – ce qui est clairement un non-sens.

Les physiciens théoriques ont déployé beaucoup d’efforts pour essayer de construire une théorie qui donne des réponses sensées à toutes les énergies, tout en donnant la même réponse que le modèle standard dans toutes les circonstances dans lesquelles le modèle standard a été testé.

La modification la plus courante implique qu’il existe des particules très lourdes non découvertes. Le fait qu’elles soient lourdes signifie que beaucoup d’énergie sera nécessaire pour les produire. Les propriétés de ces particules supplémentaires peuvent être choisies pour s’assurer que la théorie qui en résulte donne des réponses sensées à toutes les énergies, mais elles n’ont aucun effet sur les mesures qui concordent si bien avec le modèle standard.

Le nombre de ces particules non découvertes et encore invisibles dépend de la théorie à laquelle on choisit de croire. La catégorie la plus populaire de ces théories est celle des théories supersymétriques, qui impliquent que toutes les particules que nous avons vues ont une contrepartie beaucoup plus lourde. Cependant, si elles sont trop lourdes, des problèmes apparaîtront aux énergies que nous pouvons produire avant de trouver ces particules. Mais les énergies qui seront atteintes lors du prochain passage du LHC sont suffisamment élevées pour que l’absence de nouvelles particules porte un coup à toutes les théories supersymétriques.

Texte paru initialement en anglais dans The Conversation, traduit par la Rédaction. La traduction étant protégée par les droits d’auteur, ce article traduit n’est pas libre de droits. Nous autorisons la reproduction avec les crédits appropriés : « Citizen4Science/Science infuse » pour la version française avec un lien vers la présente page.

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Je croyais encore en Dieu (je suis désormais athée) lorsque j’ai entendu la question suivante lors d’un séminaire, posée pour la première fois par Albert Einstein, et j’ai été stupéfait par son élégance et sa profondeur : « S’il existe un Dieu qui a créé l’univers entier et TOUTES ses lois physiques, Dieu resoecte-il ses propres lois ? Ou bien Dieu peut-il supplanter ses propres lois, par exemple en se déplaçant plus vite que la vitesse de la lumière et en étant ainsi capable de se trouver à deux endroits différents en même temps ? La réponse pourrait-elle nous aider à prouver si Dieu existe ou non, ou est-ce là que l’empirisme scientifique et la foi religieuse se croisent, sans qu’il y ait de véritable réponse ?

David Frost, 67 ans, Los Angeles

J’étais en confinement lorsque j’ai reçu cette question et j’ai été instantanément intrigué. Le moment choisi n’a rien d’étonnant : les événements tragiques, tels que les pandémies, nous amènent souvent à nous interroger sur l’existence de Dieu : s’il existe un Dieu miséricordieux, pourquoi une telle catastrophe se produit-elle ? L’idée que Dieu puisse être « lié » par les lois de la physique, qui régissent également la chimie et la biologie et donc les limites de la science médicale, était donc intéressante à explorer.

Si Dieu n’était pas capable d’enfreindre les lois de la physique, il ne serait sans doute pas aussi puissant que ce que l’on attend d’un être suprême. Mais si c’était le cas, pourquoi n’avons-nous pas vu de preuves que les lois de la physique aient jamais été transgressées dans l’univers ?

Pour aborder la question, décortiquons un peu tout cela. Premièrement, Dieu peut-il voyager plus vite que la lumière ? Prenons la question au pied de la lettre. La lumière voyage à une vitesse approximative de 3 x 10⁵ kilomètres par seconde, soit 300 000 miles par seconde. Nous apprenons à l’école que rien ne peut voyager plus vite que la vitesse de la lumière – pas même l’USS Enterprise dans Star Trek lorsque ses cristaux de dilithium sont réglés au maximum.

Mais est-ce vrai ? Il y a quelques années, un groupe de physiciens a émis l’hypothèse que des particules appelées tachyons se déplaçaient à une vitesse supérieure à celle de la lumière. Heureusement, leur existence en tant que particules réelles est jugée hautement improbable. S’ils existaient, ils auraient une masse imaginaire et le tissu de l’espace et du temps serait déformé, ce qui entraînerait des violations de causalité (et peut-être une migraine pour Dieu).

Il semble, jusqu’à présent, qu’aucun objet n’ait été observé pouvant voyager plus vite que la vitesse de la lumière. En soi, cela ne dit rien du tout sur Dieu. Il renforce simplement le fait que la lumière voyage très vite.

Les choses deviennent un peu plus intéressantes si l’on considère la distance parcourue par la lumière depuis le début. Dans l’hypothèse d’une cosmologie traditionnelle du big bang et d’une vitesse de la lumière de 3 x 10⁵ km/s, on peut calculer que la lumière a parcouru environ 10²³ km au cours des 13,8 milliards d’années d’existence de l’univers. Ou plutôt, de l’existence de l’univers observable.

L’univers s’étend à une vitesse d’environ 70 km/s par Mpc (1 Mpc = 1 mégaparsec soit environ 3 x 10¹⁹ km). Les estimations actuelles suggèrent donc que la distance jusqu’à la limite de l’univers est de 46 milliards d’années-lumière. Au fur et à mesure que le temps passe, le volume de l’espace augmente, et la lumière doit voyager plus longtemps pour nous atteindre.

Il y a beaucoup plus d’univers que nous ne pouvons en voir, mais l’objet le plus éloigné que nous ayons vu est une galaxie, GN-z11, observée par le télescope spatial Hubble. Elle se trouve à environ 10²³ km ou 13,4 milliards d’années-lumière de nous, ce qui signifie que la lumière de cette galaxie a mis 13,4 milliards d’années pour nous parvenir. Mais lorsque la lumière a « explosé », la galaxie n’était qu’à environ 3 milliards d’années-lumière de la Voie lacté, notre galaxie.

Nous ne pouvons pas observer ou voir l’ensemble de l’univers qui s’est développé depuis le big bang, car il ne s’est pas écoulé suffisamment de temps pour que la lumière des premières fractions de seconde nous parvienne. Certains affirment que nous ne pouvons donc pas être sûrs que les lois de la physique puissent être transgressées dans d’autres régions cosmiques – peut-être ne s’agit-il que de lois locales, accidentelles. Et cela nous amène à quelque chose d’encore plus grand que l’univers.

Le multivers

De nombreux cosmologues pensent que l’univers fait peut-être partie d’un cosmos plus étendu, un multivers, où de nombreux univers différents coexistent mais n’interagissent pas. L’idée du multivers est soutenue par la théorie de l’inflation – l’idée que l’univers s’est considérablement étendu avant d’être âgé de 10^-32 secondes. L’inflation est une théorie importante car elle peut expliquer pourquoi l’univers a la forme et la structure que nous voyons autour de nous.

Mais si l’inflation a pu se produire une fois, pourquoi pas plusieurs fois ? Des expériences nous ont appris que les fluctuations quantiques peuvent donner lieu à l’apparition soudaine de paires de particules, pour disparaître quelques instants plus tard. Et si de telles fluctuations peuvent produire des particules, pourquoi pas des atomes ou des univers entiers ? Il a été suggéré que pendant la période d’inflation chaotique, tout ne se passait pas au même rythme – les fluctuations quantiques dans l’expansion auraient pu produire des bulles qui ont explosé pour devenir des univers à part entière.

Mais comment Dieu s’intègre-t-il dans le multivers ? L’un des maux de tête des cosmologistes est le fait que notre univers semble parfaitement adapté à l’existence de la vie. Les particules fondamentales créées lors du big bang avaient les propriétés adéquates pour permettre la formation d’hydrogène et de deutérium, substances qui ont donné naissance aux premières étoiles.

Les lois physiques qui régissent les réactions nucléaires dans ces étoiles ont ensuite produit la matière dont est faite la vie : carbone, azote et oxygène. Alors comment se fait-il que toutes les lois et tous les paramètres physiques de l’univers aient les valeurs qui ont permis aux étoiles, aux planètes et finalement à la vie de se développer ?

Certains affirment qu’il ne s’agit que d’une heureuse coïncidence. D’autres disent que nous ne devrions pas être surpris de voir des lois physiques favorables à la vie – après tout, ce sont elles qui nous ont produits, alors que pourrions-nous voir d’autre ? Certains théistes, en revanche, affirment que cela indique l’existence d’un Dieu créant des conditions favorables.

Mais Dieu n’est pas une explication scientifique valable. La théorie des multivers, au contraire, résout le mystère car elle permet à différents univers d’avoir des lois physiques différentes. Il n’est donc pas surprenant que nous nous trouvions dans l’un des rares univers susceptibles d’accueillir la vie. Bien sûr, vous ne pouvez pas réfuter l’idée qu’un Dieu ait pu créer le multivers.

Tout ceci est très hypothétique, et l’une des plus grandes critiques des théories du multivers est que, comme il ne semble pas y avoir eu d’interactions entre notre univers et d’autres univers, la notion de multivers ne peut être testée directement.

Bizarrerie quantique

Voyons maintenant si Dieu peut se trouver à plusieurs endroits en même temps. Une grande partie de la science et de la technologie que nous utilisons dans les sciences spatiales est basée sur la théorie contre-intuitive du monde minuscule des atomes et des particules connue sous le nom de mécanique quantique.

Cette théorie permet ce que l’on appelle l’intrication quantique : des particules étrangement connectées. Si deux particules sont intriquées, vous manipulez automatiquement sa partenaire lorsque vous la manipulez, même si elles sont très éloignées l’une de l’autre et sans que les deux n’interagissent. Il existe de meilleures descriptions de l’intrication que celle que je donne ici – mais celle-ci est suffisamment simple pour que je puisse la suivre.

Imaginez une particule qui se désintègre en deux sous-particules, A et B. Les propriétés des sous-particules doivent s’additionner aux propriétés de la particule originale – c’est le principe de conservation. Par exemple, toutes les particules ont une propriété quantique appelée « spin » – en gros, elles se déplacent comme s’il s’agissait de minuscules aiguilles de boussole. Si la particule originale a un « spin » de zéro, l’une des deux sous-particules doit avoir un spin positif et l’autre un spin négatif, ce qui signifie que chacune des particules A et B a 50 % de chances d’avoir un spin positif ou négatif. (Selon la mécanique quantique, les particules sont par définition dans un mélange de différents états jusqu’à ce que vous les mesuriez réellement).

Les propriétés de A et B ne sont pas indépendantes l’une de l’autre – elles sont enchevêtrées – même si elles se trouvent dans des laboratoires distincts sur des planètes différentes. Ainsi, si vous mesurez le spin de A et que vous constatez qu’il est positif. Imaginez qu’une amie mesure le spin de B exactement au même moment que vous mesurez A. Pour que le principe de conservation fonctionne, elle doit trouver que le spin de B est négatif.

Mais – et c’est là que les choses se compliquent – comme la sous-particule A, B a une chance sur deux d’être positif, donc son état de spin est « devenu » négatif au moment où l’état de spin de A a été mesuré comme positif. En d’autres termes, l’information sur l’état du spin a été transférée instantanément entre les deux sous-particules. Un tel transfert d’informations quantiques se produit apparemment plus vite que la vitesse de la lumière. Étant donné qu’Einstein lui-même a décrit l’intrication quantique comme une « action étrange à distance », je pense que nous pouvons tous être pardonnés de trouver cet effet plutôt bizarre.

Il existe donc bien quelque chose de plus rapide que la vitesse de la lumière : l’information quantique. Cela ne prouve ni ne réfute Dieu, mais cela peut nous aider à penser à Dieu en termes physiques – peut-être comme une pluie de particules enchevêtrées, transférant des informations quantiques dans les deux sens, et occupant ainsi plusieurs endroits en même temps ? Et même de nombreux univers en même temps ?

J’ai l’image d’un Dieu qui fait tourner des assiettes de la taille d’une galaxie tout en jonglant avec des balles de la taille d’une planète – jetant des bribes d’information d’un univers chancelant à un autre, pour que tout reste en mouvement. Heureusement, Dieu est capable de faire plusieurs choses à la fois, en maintenant le tissu de l’espace et du temps en fonctionnement. Tout ce qu’il faut, c’est un peu de foi.

Cet essai est-il parvenu à répondre aux questions posées ? Je ne le pense pas : si vous croyez en Dieu (comme moi), l’idée que Dieu soit lié par les lois de la physique est absurde, car Dieu peut tout faire, même voyager plus vite que la lumière. Si vous ne croyez pas en Dieu, la question est tout aussi absurde, car il n’y a pas de Dieu et rien ne peut aller plus vite que la lumière. Peut-être la question s’adresse-t-elle en réalité aux agnostiques, qui ne savent pas s’il existe un Dieu.

C’est en effet là que la science et la religion diffèrent. La science exige des preuves, la croyance religieuse exige la foi. Les scientifiques n’essaient pas de prouver ou de réfuter l’existence de Dieu parce qu’ils savent qu’il n’y a pas d’expérience qui puisse jamais détecter Dieu. Et si vous croyez en Dieu, peu importe ce que les scientifiques découvrent sur l’univers – tout cosmos peut être considéré comme compatible avec Dieu.

Notre vision de Dieu, de la physique ou de toute autre chose dépend finalement de la perspective. Mais terminons par une citation d’une source qui fait vraiment autorité. Non, ce n’est pas la bible. Ce n’est pas non plus un manuel de cosmologie. C’est tiré de « Le Faucheur » de Terry Pratchett :

« La lumière pense qu’elle voyage plus vite que tout le reste, mais elle a tort. Peu importe la vitesse à laquelle la lumière voyage, elle découvre que l’obscurité est toujours arrivée la première et qu’elle l’attend. »

Texte paru initialement dans The Conversation, traduit par la Rédaction. La traduction est protégée par les droits d’auteur, en conséquence notre article n’est pas libre de droits. Veuille contacter la Rédaction pour tout souhait de reproduction.

Pour aller plus loin …

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