L'astronomie de l'extrême univers

Quand la science se penche sur la question du destin. De la physique à la métaphysique, il n'y a qu'un pas : le physicien François Vannucci nous entraîne dans ses réflexions sur le thème du hasard, de l'existence de Dieu et de la liberté humaine.Laquelle décrit mieux le réel, la physique classique ou la physique quantique ? L'auteur part de l'opposition entre deux mondes : d'un côté, un monde déterministe et connaissable, de l'autre, un monde où règnent la loi des probabilités, la notion de hasard, l'irrationnel, l'inconnaissable.Un monde sans raison n'est pas concevable, mais on étoufferait dans un monde sans imprévu où la vie serait bloquée par les nécessités.C'est le dilemme de la condition humaine : si tout est hasard, où est notre motivation ? S'il n'y a pas de hasard, où est notre liberté ...D'Einstein à Pascal, l'auteur s'appuie sur l'histoire des sciences et de la philosophie pour faire dialoguer physique et métaphysique avec bonheur.Le hasard quantique s'appelle-t-il Dieu ou multivers ...Notes Biographiques : François Vannucci est normalien, anciennement chercheur au CNRS, professeur de physique à l'université Paris-Cité, chercheur en physique des particules et astroparticules, spécialiste des neutrinos. Il a dirigé plusieurs expériences au CERN. Il a déjà publié L'Astronomie de l'extrême univers et Le Miroir aux neutrinos.

Pourquoi un chat dans cette histoire ? Pour illustrer les propriétés bizarres de la mécanique quantique. Un chat ne permettra qu'une "expérience de pensée", mais avec l'électron, nous sommes confrontés à des faits difficiles à accepter. Un électron agit tantôt comme une onde, tantôt comme un corpuscule. Le monde de l'infiniment petit ne suit plus le strict déterminisme. Seules des probabilités de réalisation sont calculables, ce qui est loin de la causalité classique. Einstein croyait en une réalité objective "Dieu ne joue pas aux dés avec le monde". Mais la réalité microscopique demande de renoncer au réalisme primitif, le credo de la connaissance totale s'évanouit. Personne ne comprend la mécanique quantique. Cela n'empêche pas d'en exposer quelques propriétés. La lumière, onde ou corpuscule ? Que dit l'équation de Schrödinger ? Que sont les relations d'incertitudes de Heisenberg ? Pourquoi Einstein fait-il de la résistance ? Dieu joue-t-il vraiment aux dés ? Quand commence le Big Bang ? Où est passée l'antimatière ? La gravitation peut-elle être quantifiée ? Quid de l'énergie noire ? Existe-t-il d'autres Univers ?

De quoi l'Univers est-il fait? Comment a-t-il débuté et quel est son avenir? Pourquoi existons-nous? Voilà quelques questions que l'Homme s'est toujours posées. Pour tenter de répondre à ces questions, la physique des particules étudie la constitution ultime de la matière et les lois qui régissent les interactions entre objets fondamentaux. Les progrès dans la direction de l'infiniment petit ont franchi les étapes successives de la molécule, de l'atome, du noyau, pour aboutir aux particules élémentaires. Ainsi, au cours du XXème siècle, la physique des particules a connu une évolution phénoménale et l'on distingue aujourd'hui des détails cent million de fois plus fins qu'il y a cent ans. En quelques décennies, la frontière de l'infiniment petit a été repoussée de huit ordres de grandeurs. C'est cette quête pour comprendre la matière que ce livre raconte.

La théorie des particules élémentaires ne demandant qu'une ultime confirmation expérimentale, celle de l'existence du boson de Higgs, le Centre Européen de Recherche Nucléaire a construit un accélérateur sur-puissant : le LHC (Large Hadron Collider). Le détecteur ATLAS, sa pièce principale, véritable cathédrale souterraine à lui seul, est un chef-d'oeuvre de précision. A cette entreprise hors norme collaborent des équipes du monde entier. Le résultat attendu sera-t-il au rendez-vous ? Au-delà, la riche moisson des résultats pourrait bien relancer les spéculations théoriques sur la constitution ultime de la matière et, de manière liée, celles de la cosmologie. Mais dans quelle direction ? Le livre raconte l'histoire de cette entreprise. Il en expose le contexte théorique, les projets expérimentaux et les enjeux.