Darwin et l’écologie du Cosmos
(Ce texte a été publié originalement dans le blogue du magazine Contact de l’Université Laval)
La campagne électorale bat son plein. Pour vous sortir de cet insignifiant brouhaha, je vous propose, le temps de 1000 mots, une petite diversion pour vous faire oublier PKP, la charte et toutes ces petitesses1. Je vous propose une diversion vers notre substance même, celle du cosmos. Pour lancer la réflexion, vous saviez peut-être que le 14 mars dernier (le 3.14) était le jour de Pi. Mais saviez-vous que Pi n’est qu’une seule parmi la vingtaine de constantes fondamentales2 essentielles à l’existence de l’Univers? Pourquoi essentielles? Parce que si l’on devait modifier d’un brin une seule de ces constantes, l’univers tel que nous le connaissons n’existerait tout simplement pas, niqabs et PKP inclus. Vous cherchez le rapport avec l’écologie –thème de ce blogue? Je le garde pour la fin.
Le principe anthropique
L’existence même de notre cosmos est pour des millions de gens la preuve de l’existence d’un Créateur. Ainsi, on peut imaginer notre grand barbu bien installé, en dehors de notre univers bien sûr, devant un étalage de cadrans, un pour chaque constante. Un Dieu contrôlant le réglage exact de tous ces cadrans, réglage requis pour poser les premiers jalons de son joujou-univers où nous allions un jour naître. C’est bien joli cette hypothèse, mais peu satisfaisant aux yeux de ceux qui donnent encore un sens au terme expliquer3.
Parmi les premières tentatives d’explication de la simple existence de cet improbable Univers, le physicien et Prix Nobel Paul Dirac lançait une idée toute simple, qu’on appelle maintenant le principe anthropique. Wikipédia résume l’idée comme suit: « ce que nous pouvons nous attendre à observer doit être compatible avec les conditions nécessaires à notre présence en tant qu’observateurs ». Autrement dit, l’Univers que nous observons doit bien comporter les étoiles, les planètes et tout le tralala menant aux origines de la vie sur Terre, car sinon nous ne serions pas là pour en parler. Après tout, nous sommes littéralement de la poussière d’étoiles, comme dit la chanson hippie4.
Dit comme cela, le principe anthropique ne semble pas expliquer grand-chose, mais au moins il n’invoque pas une idée plus farfelue encore –l’existence d’un Dieu. Ce principe anthropique est d’ailleurs lourd de conséquences, car il ouvre la possibilité qu’il existe un nombre infini d’univers, dont un très, très faible nombre offriraient les « conditions gagnantes » (histoire de vous rappeler qu’on est en élection) menant à notre existence. Bon, vous vous demandez pourquoi devrait-il y avoir quelque chose (un ou plusieurs univers) plutôt que rien, de toute manière? Bonne question, à laquelle le physicien Stephen Hawking a répondu mathématiquement l’année passée, donc sans passer par le détour divin5. Mais je m’égare.
Darwin, les singes écrivains et le cosmos
Si les valeurs exactes des constantes de l’Univers tel que nous le connaissons provenaient du hasard, la probabilité d’être tombé sur les bonnes valeurs (ce qui est le cas) serait infinitésimale. Un peu comme la probabilité qu’un chimpanzé tape par hasard une œuvre de Shakespeare si on le plaçait devant un clavier et qu’on le laissait frapper les touches le bon nombre de fois. Cette analogie aux allures victoriennes était d’ailleurs fréquemment évoquée autrefois par les créationnistes pour montrer à quel point leur semblait absurde la proposition darwinienne: que les séquences génétiques et autres caractéristiques extraordinaires des organismes émaneraient purement du hasard. En effet, disaient-ils, on peut calculer que la planète ne serait pas assez vaste et pérenne pour avoir suffisamment de chimpanzés et suffisamment longtemps pour rendre cela possible.
Mais dans le cas du cosmos, si on postule une quantité infinie de temps, tout ce qui est possible devient non seulement probable, mais certain, et se produira un nombre infini de fois. Cela entraîne de nombreux paradoxes6, et les physiciens n’ont pas tendance à aimer les théories qui engendrent des paradoxes.
Bien sûr, la caricature des chimpanzés est un argument créationniste fallacieux, car la sélection naturelle darwinienne intervient dans le processus, guidant pour ainsi dire le hasard et rendant l’improbable tout à fait réalisable, même en l’absence d’une finalité. Arrive maintenant LA question: et si l’extraordinaire élégance du cosmos tel qu’on l’observe était aussi le produit d’une sélection naturelle?
Les trous noirs et la vie du cosmos
En 1997, un physicien américain établi en Ontario, Lee Smolin, rédigeait un livre intitulé The Life of the Cosmos, une œuvre que je trouve tout simplement géniale, sans doute dans mon Top 10 à vie. Smolin emprunte la théorie de Darwin et l’applique justement à la cosmologie en postulant l’existence de multiples univers plus ou moins féconds, dont l’acte reproducteur serait la création de trous noirs. Il y a beaucoup de matière (sans faire de jeu de mots) dans cette affirmation. Mais l’idée est toute simple: avec le bon cocktail de constantes (Pi, e, c, etc.), un univers pourra exister suffisamment longtemps pour créer des atomes, puis des étoiles qui, à leur tour, finiront leur existence sous forme de trous noirs7. Sans le bon cocktail, on finit avec des univers avortons.
Les trous noirs sont d’étranges bibittes car, dans leur centre, on suppose l’existence d’une singularité, c’est-à-dire une condition où les lois de la physique (et les constantes qui viennent avec elles) ne tiennent plus. De nombreux cosmologistes croient que ces singularités pourraient être des pouponnières à nouveaux univers, chacun avec son cocktail de constantes fondamentales. Les trous noirs seraient en quelque sorte l’expression de la maturité sexuelle d’un univers.
Là où cela devient vraiment intéressant, c’est que si, pour une raison quelconque, les nouveaux univers pondus par les trous noirs devaient ressembler à leurs « parents », la table serait mise pour une véritable sélection naturelle des univers. Dans une telle hypothèse, le passage du temps se substituerait à la compétition et, ainsi, chacune des trois prémisses8 du principe de l’évolution par sélection naturelle serait respectée! Pour l’instant, c’est de la métaphysique, mais notre compréhension des trous noirs ne cesse de s’approfondir, et peut-être verrons-nous la théorie de Smolin se frotter aux faits un jour et ainsi passer de la métaphysique à la physique.
J’aime cette théorie audacieuse car oui, elle amène l’humain plus près de l’insignifiance totale, mais du même coup elle nous propose de poser un regard plus émerveillé que jamais sur la beauté de l’Univers et de notre planète bleue. Il aura fallu un cosmologiste pour me convaincre que Darwin, dans toute sa simplicité, était le plus grand scientifique de tous les temps…
Notes de bas de page
PKP= Pierre Karl Péladeau; Charte= charte des valeurs québécoises↩︎
En sont aussi: la constante gravitationnelle, la vitesse de la lumière dans le vide (c), la masse du proton, la longueur de Planck, la charge élémentaire (e), etc. ↩︎
Dans The Beginning of Infinity (Viking Press, 2011) David Deutsch consacre plusieurs pages à l’idée d’ “expliquer”. À lire.↩︎
Woodstock, hymne du festival du même nom (1969), composé par Joni Mitchell↩︎
http://www.space.com/20710-stephen-hawking-god-big-bang.html: un autre argument déiste qui tombe à l’eau↩︎
Par exemple,vous, la planète Terre et toute sa biodiversité ont existé et existeront un nombre infini de fois, de quoi calmer vos angoisses existentielles ou environnementalistes…↩︎
Pour cela, il faut une densité extraordinairement élevée, par exemple il faudrait compresser le Soleil dans une sphère d’environ trois kilomètres de rayon.↩︎
1) la variabilité entre les individus; 2) l’héritage d’une partie de cette variabilité lors de la reproduction; 3) un mécanisme, comme la compétition, conférant un avantage à certaines des variantes. De ces trois constats découle nécessairement une évolution. ↩︎