La cosmologie moderne: une déviation intellectuelle majeure ( 1ère partie)

Résumé: Parmi les petits côtés qui perturbent la recherche scientifique, la course aux publications à tout prix est bien connue. Or elle favorise les applications faciles au détriment de recherches plus fondamentales, celles des véritables trouvailles. Paradoxalement pour de la recherche, on note une résistance aux idées nouvelles, favorisée par les positions dominantes de certains et le copiage couramment pratiqué depuis plus d’un siècle. Dans ce contexte, nous ne serons pas surpris que le fameux rayonnement à 3°K, présenté depuis 1965 comme « la » preuve du Big Bang, soit en fait une réfutation de la théorie. Les chercheurs travaillant sur l’hypothèse du Big Bang avaient prédit une température de 30° K, tandis qu’entre 1941 et 1955 plusieurs valeurs bien plus proches (entre 2,3 et 7° K) avaient été proposées. La découverte de Penzias et Wilson aurait donc dû être retenue comme confirmant l’ « Univers permanent » de Hoyle et récusant ce fameux Big Bang. Nous pouvons voir, avec cet exemple, sur quelles bases fragiles repose une cosmologie officielle, qui régit cependant les salles de presse et l’imaginaire de nos contemporains.

Section 1. L’inversion de la pyramide des compétences conduit à « l’intégrisme scientifique »³.

Les scientifiques travaillent souvent comme des moutons. Dès qu’une idée sensationnelle est lancée par un organisme prestigieux, ou consacrée par un prix Nobel, elle fait immédiatement la une des quotidiens (ça commence généralement aux États-Unis). Alors, c’est la ruée, l’effet de mode.

Mais si, par malheur, une erreur de base s’est glissée dès le départ, il devient impossible de la corriger par la suite : c’est la course folle vers l’abîme. Cela provient du mode de fonctionnement des laboratoires : un appel permanent aux crédits. Il faut donc motiver les décideurs par du sensationnel immédiat, avec un nombre de publications toujours croissant. Car la carrière d’un chercheur dépend principalement du nombre de ses publications, ce qui provoque évidemment une inversion de la pyramide des compétences, puisque les trouveurs s’intéressent aux problèmes fondamentaux, tandis que les chercheurs ordinaires traitent de développements secondaires (voir mon site), publiant beaucoup mais ne découvrant rien. Comme disait Peter Ustinov : « Si le monde explose, la dernière voix audible sera celle d’un expert, disant que la chose est impossible. »

Une fois que leur carrière est lancée, certains arrivistes prennent le pouvoir et bloquent toute initiative dérangeante, en particulier par la pratique de l’expertise scientifique anonyme⁴, qui permet la collusion générale d’une « communauté d’experts » auto-proclamée et la censure de toute déviation, y compris toute observation « hérétique » (voir le témoignage d’Halton Arp dans mon site). Ainsi les chercheurs censurent-ils les trouveurs. Maurice Allais a déclaré en ce sens : « Cette résistance aux idées nouvelles, d’autant plus virulente qu’elle est plus ignorante et incompétente, dérive d’un postulat toujours sous-jacent : toute théorie, tout modèle, tout expérience, toute étude, qui s’écarte des vérités établies ou les contredit, ne peut être qu’erronée. » Et quand l’Académie des Sciences refusa un article d’Allais, celui-ci menaça d’instruire un procès retentissant, si bien que l’Académie s’exécuta, prouvant par là qu’elle savait pertinemment que sa pratique de l’expertise anonyme serait intenable étalée en public. Le président de l’Académie déclara d’ailleurs : « Publions et n’en parlons plus ! » Ce en quoi il se trompait lourdement, car depuis la publication de mon article, dans un hebdomadaire⁵, certains académiciens semblent revoir leur mode de fonctionnement, notamment Vincent Courtillot, connu par ailleurs pour être, à juste titre, climato-sceptique.

En France, l’inversion des compétences est amplifiée par le fait que les normaliens, sélectionnés pour leur aptitude à gérer une Pensée unique, ont été placés en tête de la Recherche. Une conséquence lourde est que l’on utilise toujours des constantes arbitraires, présentées comme constantes universelles, comme la constante de Boltzmann ou les ridicules perméabilités et permittivité du vide, ce qui nuit grandement à l’enseignement de la physique : comment s’étonner de voir le nombre de ses étudiants décroître ?

Avec le copinage, le copiage devient la règle. Comme le signale Vladimir Arnold : « De même que l’Amérique ne porte pas le nom de Colomb, les résultats mathématiques ne portent presque jamais le nom de ceux qui les ont découverts… C’est arrivé systématiquement à mes maîtres (Kolmogorov, Petrovski, Pontriaguine, Rohlin) comme à mes élèves. Le professeur Michael Berry a formulé les deux principes suivants. Principe d’Arnold : si une notion porte un nom propre, ce n’est pas celui de son créateur ; principe de Berry : le principe d’Arnold s’applique à lui-même. »

L’exemple le plus marquant est celui d’Einstein, copieur de Gibbs et Nernst en thermodynamique, de Poincaré en relativité restreinte et de Hilbert en relativité générale. C’est pourquoi il n’y eut aucun prix Nobel pour les travaux sur les relativités (voir l’ouvrage de Jules LEVEUGLE⁶). Même la relation E = mc² est due à Poincaré, comme Einstein a été obligé de le reconnaître dans un article de 1906, après que Planck lui eut fait remarquer que son célèbre article de 1905 démontrait 0 = 0 (Herbert IVES, Derivation of the Mass-Energy Relation, JOSA, 42, 8, 540-3, et aussi Christian BIZOUARD, E = mc², l’équation de Poincaré, Einstein et Planck, mis en ligne par l’Observatoire de Paris).

Un entretien, paru dans Le Monde du 14 mai 2012⁷, d’un des auteurs de l’ouvrage Un autre Cosmos ? , qui s’interroge pertinemment sur la sous-détermination des hypothèses cosmologiques – ce qui signifie qu’on est obligé de rajouter des « épicycles » –, se termine par la question suivante :

Pierre Barthélemy. Dans ce livre, vous « remerciez » les astrophysiciens et les cosmologistes qui vous ont traités par le mépris…

En caricaturant, on a l’impression qu’il faut accepter le modèle dominant pour avoir le droit de faire de la cosmologie et d’entrer dans la caste. Qu’est-ce que cela nous dit sur le fonctionnement de la recherche ?

Jean-Marc Bonnet-Bidaud : Cela nous dit quelque chose de pas très amusant. Il y a de nombreux cas dans l’histoire qui montrent que, quand on s’accroche à une description, quand les pensées se figent et deviennent très peu perméables aux critiques, la science perd dix, vingt ans, voire des siècles. J’aimerais bien que la science bouge, que les débats s’instaurent, que les connaissances progressent, mais j’ai le sentiment personnel que cet aspect frigorifié ralentit l’avancée de la recherche. C’est peut-être lié à son économie : pour proposer un projet, il faut pratiquement que vous soyiez sûr du résultat que vous allez trouver. Or ce n’est pas la démarche naturelle de la science : on devrait explorer et faire autant d’expériences pour invalider les concepts que pour les valider. Dans ce livre, nous voulions souligner à quel point notre conception de l’Univers est fragile. Le modèle du Big Bang nous sert de colonne vertébrale et je n’ai rien contre. Cette façon de penser l’Univers dans sa globalité et son évolution était un bon excitateur de neurones au départ. Mais cela fait sans doute vingt ou trente ans qu’on aurait dû s’apercevoir qu’on est sur une forme de fausse piste. Quand cela ne marche pas, il faut regarder ailleurs, mais trop peu d’efforts sont faits dans cette direction. On ne veut pas trop aller dans l’inconnu et il faudra sans doute des découvertes fortuites très fortes pour faire basculer les choses. Je serais un jeune chercheur, je serais moyennement enthousiaste à l’idée de me lancer dans la cosmologie puisqu’on nous dit que tout est trouvé. Cela me fait penser à lord Kelvin qui prétendait, à la fin du XIX^e siècle, qu’il n’y avait plus rien à découvrir en physique et qu’on allait seulement raffiner des décimales. C’était juste quelques années avant l’arrivée de la relativité et de la mécanique quantique.

Section 2. Le fond thermique, qui réfute le Bang, présenté à tort comme sa confirmation.

C’est la découverte du fond de rayonnement micro-onde qui a précipité un glissement paradigmatique conduisant la cosmologie au blocage actuel (2017) : l’enfermement dans une série infernale d’épicycles (principe anthropique, inflation, dissymétrie matière-antimatière, masse noire, énergie sombre, Multivers).

Une redite de l’affaire Copernic. Une nouvelle illustration du fait que la principale leçon de l’Histoire est que les peuples ne retiennent pas les leçons de l’Histoire. Comment en est-on arrivé là ?

Tout commence en 1965 : une équipe de Princeton, dirigée par Robert Dicke, avait entrepris depuis peu de rechercher une trace thermique du Big Bang, avec une température estimée à 30 degrés Kelvin par le jeune physicien de l’équipe, Jim Peebles.

En parallèle, Arno Penzias et Robert Wilson, deux ingénieurs de la prestigieuse entreprise Bell, travaillant à la fréquence de 4 GHz, détectaient un signal radio bizarre, provenant de toutes les régions de l’espace avec la même intensité, constante depuis plusieurs mois.

Apprenant ce fait, Dicke en déduisit immédiatement, sans chercher plus loin, que c’était la trace refroidie du Big Bang, ce modèle de l’atome primitif proposé par Georges Lemaître, qu’on avait oublié depuis 35 ans, mais que Dicke avait invoqué pour justifier la corrélation des grands nombres de Dirac-Eddington. Il avait ainsi acquis une certaine notoriété, totalement imméritée d’ailleurs puisque la véritable explication réfutait précisément le Big Bang (voir Section suivante). Le premier épicycle était donc cette solution boiteuse, qui sera reliée au « principe anthropique » par Brandon Carter quelques années plus tard.

Pourtant la « température d’antenne » à la longueur d’onde utilisée (7,3 cm) et le niveau de rayonnement correspondaient à 3,5° K, température très différente de celle prévue par Peebles (30° K). Comme le rayonnement thermique d’un corps (Cf. note 1) est fonction de la puissance 4 de sa température, cela correspond ici à un écart de l’ordre de 5 000, donc Dicke ne pouvait prétendre à aucune prédiction sérieuse concernant la température du fond. Même avec l’estimation minimale de Gamow (5° K), que Dicke s’est bien gardé de mentionner, l’écart de 20 correspondant était encore beaucoup trop grand.

Or ce n’était nullement la première observation du fond thermo-cosmique. En 1941, Mac Kellar (Pub. Dom. Astrophys. Observatory, Victoria, B.C., 7, 251) avait mesuré, d’après les populations des niveaux vibrationnels de la molécule CN, une température de 2,3° Kelvin, suffisamment proche des 3,5° Kelvin de Penzias et Wilson pour que cela devînt significatif, mais cette observation avait été « oubliée », suite aux événements dramatiques de cette époque.

Pourtant, la présence d’un fond isotrope de rayonnement avait été confirmée, entre les années 1955-57, par deux observateurs, l’un français, Émile Le Roux (au radiotélescope de Nançay) et l’autre russe, Tigran Smaonov, mais l’évaluation de la température était par trop imprécise (entre 1 et 7° K). Dicke n’en parla pas, et le comité Nobel, qui attribua le prix de Physique aux deux ingénieurs de la Bell en 1978, n’a pas procédé – semble-t-il – à une étude historique suffisante. D’ailleurs, l’un des deux ingénieurs, Wilson, était partisan de l’Univers permanent ; c’était un élève du célèbre Fred Hoyle qui, pour se moquer du concept de début tonitruant de l’Univers, avait, dans une émission radio (à la BBC), inventé le terme de Big Bang, qu’il voulait ridicule, mais qui fit florès. Car Hoyle soutenait la « Cosmologie permanente » (steady-state model), où l’Univers ne connaît ni début ni fin, et dans lequel la fuite des galaxies est compensée par l’apparition continue de nouvelle matière. Cela revient en somme à remplacer une « création », surgie brutalement lors d’un Bang, par une « création » continue, d’ailleurs trop faible pour pouvoir être mesurée : environ 1 atome par siècle dans le volume d’une cathédrale. Autrement dit, remonter le cours du temps de la récession galactique ne signifie pas nécessairement une augmentation de température et de densité. Cette idée de vouloir établir la permanence de l’Univers, malgré la récession galactique, était venue à Thomas Gold, après avoir visionné un film étrange Dead of the night, où la fin est identique au début. Le soir même, il en aurait discuté avec Herman Bondi et Fred Hoyle, mais ce dernier en fit une publication séparée de celle des deux autres cosmologistes.

Alors même que la population d’Hélium était au cœur des considérations nucléaires de Peebles, celui-ci n’a pas constaté que la population d’Hélium était directement reliée à la température de 3° K, calcul qui avait été fait en 1955 par les trois concepteurs susnommés de la « Cosmologie permanente », mais qui ne fut pas publié à l’époque, car il semblait qu’il y manquait un élément capable de thermaliser le rayonnement stellaire ; il aurait suffi, en fait, d’interpréter le rayonnement de fond comme l’émanation d’un Grand cosmos…

Voilà ce qu’écrit, avec regret, Hoyle dans l’ouvrage A Different Approach to Cosmology, p. 83 : « Si l’on avait procédé avec méthode en 1955, il est facile de comprendre que, lorsque fut détecté le fond cosmique de micro-ondes à 3° K environ, la valeur proposée en 1955 aurait été jugée plus exacte que l’estimation “au-dessus de 5° K ” faite par Gamow, Alpher et Herman en 1948… et si Bondi, Hoyle et Gold avaient eu la présence d’esprit de se souvenir de la valeur de 2,3° K mesurée par McKellar, grâce à l’excitation thermique de la molécule CN, il est vraisemblable que la théorie du Big Bang n’aurait pas du tout été mise en avant. »

On ne peut être plus clair : la cosmologie officielle du Bang ne résulte que d’un montage médiatique.

Le 21 mai 1965, des millions d’Américains médusés lirent à la « une » du New York Times : « Des signaux confirment que l’Univers est né d’un Big Bang », nouvelle qui fit le tour du monde, interdisant tout retour en arrière, sous peine de ridicule.

Mais Hoyle était-il en droit de porter de telles accusations ? Sa compétence en matière nucléaire était-elle comparable à celle d’un Gamow ou d’un autre soutien du modèle Bang, le médiatique Robert Oppenheimer, spécialiste des réactions nucléaires (n’oublions pas le célèbre programme « Manhattan »…) ? Il n’y a pas photo : c’est Hoyle lui-même qui avait montré aux physiciens nucléaires, travaillant à la nucléosynthèse par addition de neutrons, comment franchir la barre des noyaux atomiques à 5 et 8 nucléons, en prédisant une coïncidence entre certains niveaux d’énergie de nucléons différents. Ce qui s’avéra exact, à la stupéfaction générale, car aucune théorie n’est, aujourd’hui encore, capable de démêler cette affaire ! Cette anecdote est tellement marquante et célèbre qu’elle a été souvent reprise par les tenants du principe anthropique pour illustrer ce fameux « réglage fin » qui relie les constantes mystérieuses de la physique, en oubliant bien sûr de préciser que ce même Hoyle avait aussi réfuté l’origine « banguiste » du rayonnement de fond. Mais que peut faire un simple découvreur contre la puissance de la Presse internationale ?

Trois missions satellites furent dédiées à ce fond de rayonnement, entre 1990 et 2009 : COBE, WMAP, et PLANCK. Les résultats furent décisifs : la distribution spectrale fut la meilleure représentation de la courbe théorique de l’équilibre thermique (voir note 1) qu’on eût jamais obtenue, même dans les laboratoires métrologiques les plus pointus. Cela confirmait magnifiquement la principale cosmologie concurrente du Big Bang, la « Cosmologie permanente », car le rayonnement thermique est caractéristique d’un équilibre (alors que l’hypothèse d’une explosion Bang ne peut en répondre ; voir ci-dessous le grossier amendement du Bang : l’inflation).Il fallait aussi en induire que la cosmologie est la plus simple des Sciences, annonçant la primauté de l’holisme par rapport au réductionnisme.

Du coup, tout s’unifie, et le principe d’immergence devait devenir la règle générale, remplaçant avantageusement les classiques et inexplicables « émergences ». La Biologie s’intègre alors dans la Cosmologie, remplaçant un darwinisme par ailleurs réfuté (cf. note 2), ce qui est confirmé par une relation très simple entre la température des mammifères et la température de fond, laquelle est directement reliée aux températures des points critiques de l’Hydrogène, de l’Oxygène et de l’Eau. (Sanchez 2006).

En particulier, j’ai montré que le rayon R de l’Univers observable (défini comme le rayon de fuite des galaxies) a la même expression que le rayon de Bohr, simplement en opérant une symétrie gravitation-électricité, cette jonction que la physique théorique est incapable de faire, ce qui relie la corrélation des grands nombres à la série de Catalan-Mersenne, déjà connue des Égyptiens, ce qui relie le nombre électrique 137 = 3 + 7 + 127 et le nombre gravitationnel 2¹²⁷ (cf. note 3).

Mais comme rien n’est plus éloigné d’un équilibre thermique qu’une explosion, on s’aperçut enfin que le scénario Bang ne pouvait pas expliquer l’équilibre thermique (ni même la simple isotropie), si bien qu’on introduisit d’urgence le deuxième épicycle : une inflation géante qui, juste après le Bang initial, multipliait les dimensions de l’Univers par un facteur énorme, de sorte que notre Univers apparût seulement comme une toute petite portion, isotrope et thermalisée. De plus, cette portion était, géométriquement, pratiquement plate, ce qui revenait à justifier la relation critique d’Eddington, centrale en Cosmologie permanente. On retrouvait donc une certaine simplicité, mais moyennant cet épicycle monstrueux qu’est l’inflation. Or j’ai montré que cette relation de platitude (ou « condition critique ») a une explication beaucoup plus simple, en faisant intervenir le Principe holographique (cf. note 5), ce qui relie géométrie et physique quantique (pli cacheté de mars 1998, ouverture prévue en mars 2018), au prix d’exploser le « mur de Planck » d’un facteur 10⁶¹.

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