Qu’est-ce que l’ajustement fin de l’univers et en quoi pointe-t-il vers Dieu ?

Date : lun 01 Juil 2013 Catégorie, Voir le Project
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En résumé

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L’ajustement fin réfère à l’étonnante précision des constantes physiques de la nature et de l’état premier de l’Univers. Pour expliquer l’état présent de l’univers, même la meilleure théorie scientifique suppose que les constantes physiques de la nature et l’état premier de l’Univers aient des valeurs extrêmement précises.

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En détail

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Une piste à suivre…

Une approche rationnelle du monde n’apporte-elle pas paradoxalement  du crédit à l’existence de Dieu ?


« Plus j’examine l’univers et les détails de son architecture, plus je trouve d’indices que l’Univers en un certain sens a du savoir que nous arrivions. »[i]
Freeman Dyson

« Une approche verticale de la cosmologie requiert soit que l’on postule un état initial de l’univers soigneusement ajusté – comme s’il avait été prescrit par un agent externe – soit que l’on invoque la notion d’inflation générale, notion hautement spéculative en regard de la génération de nombreux univers qui empêche de prédire ce qu’un observateur typique verrait. »[ii] Stephen Hawking et Thomas Hertog

 

L’ajustement fin et les indicateurs de Dieu.

L’ajustement fin réfère à l’étonnante précision des constantes physiques de la nature et à l’état premier de l’univers. Ces deux caractères convergent en indicateurs potentiels d’un créateur. Pour expliquer l’état présent de l’univers, les théories scientifiques supposent des valeurs extrêmement précises des constantes physiques de la nature – comme la gravitation – ou de l’état premier de l’univers – comme sa densité. La plus petite variation de leurs valeurs actuelles donnerait un univers incapable d’accueillir la vie. Pour cette raison, l’univers semble finement ajusté pour la vie. On appelle cette observation le principe anthropique, terme dont la définition a connu beaucoup de variations au cours des ans.[iii]

 

Les constantes de la nature

L’ajustement fin de l’univers est surtout visible dans les valeurs des constantes de la nature. Il en existe de nombreuses, mais les plus connues sont celles qui spécifient la puissance des quatre forces de la nature : l’interaction nucléaire forte, l’interaction nucléaire faible, l’interaction électromagnétique, et la gravitation. Si la puissance de ces forces changeait ne serait-ce qu’un peu, les conséquences pour la vie seraient dévastatrices[iv]. Deux forces en particulier, les interactions puissante et électromagnétique sont responsables de la production habituellement inefficace du carbone, l’élément sur lequel toute vie connue est basée. Les forces coopèrent de telle sorte qu’elles créent un équilibre coïncidentel des niveaux d’énergie qui permet la production de carbone par la fusion de trois atomes d’hélium. Cependant, il est très improbable que trois atomes d’hélium entrent en collision et créent du carbone, parce que dans des circonstances normales les énergies ne s’équilibreraient pas parfaitement et les trois atomes d’hélium se sépareraient avant d’avoir eu le temps de fusionner en carbone. Le déséquilibre des énergies prend un peu plus de temps mais s’il y a un équilibre statistiquement inhabituel des énergies, alors le processus est beaucoup plus rapide. La plus petite variation des interactions forte ou électromagnétique altèrerait les niveaux d’énergie, et aurait pour résultat une production très réduite de carbone et ultimement, un univers inhabitable. Dans les années 1950, l’astronome de Cambridge University, Fred Hoyle, a reconnu la précision de l’équilibre de l’énergie qu’on appelle la résonance carbone et a fait l’observation suivante :

« Une interprétation commune des faits suggère qu’un super-intellect a joué avec la physique, comme avec la chimie et la biologie, qu’il n’y a pas de forces aveugles dont on peut parler dans la nature. Les nombres que l’on calcule à partir des faits me semblent assez écrasants pour rendre cette conclusion quasiment indubitable. »[v]

Hoyle ne cherchait pas à argumenter en faveur d’une intervention divine. L’explication scientifique du développement du carbone était accessible déjà, bien que cette explication n’offre aucune réponse sur la question du pourquoi les forces fondamentales ont coopéré pour produire cet équilibre inhabituel des énergies. La remarque de Hoyle devrait être comprise comme la reconnaissance de ce que l’univers a d’étonnant dans ses propriétés exactes qui permettent l’existence de la vie.

Considérez aussi la puissance de la gravitation. Lors du Big Bang il y a des milliards d’années, la matière de l’univers était distribuée au hasard. Il n’y avait ni étoiles ni planètes ni galaxies – il n’y avait que des atomes qui flottaient dans le vide intersidéral. Lorsque l’univers s’est étendu par le Big Bang, la gravitation a attiré doucement les atomes, les rassemblant en amas qui sont devenus des étoiles et des galaxies. Mais la gravitation devait avoir la puissance exacte pour cela – si elle était un peu plus puissante, elle aurait tiré tous les atomes ensemble en une grande boule. Le Big Bang – et notre perspective – aurait rapidement terminé en un Big Crunch (effondrement de l’univers). Si à l’inverse, la gravité était un peu plus faible, l’univers en expansion aurait distribué les atomes si largement qu’ils n’auraient jamais été rassemblés en étoiles et en galaxies. La puissance de la gravitation doit être exacte pour que les étoiles se forment. Mais qu’entendons-nous par « exacte » ? Eh bien, il s’avère que si nous changeons la gravitation de la  plus petite fraction d’un pourcentage – assez pour que vous soyez, disons, un milliardième d’un gramme plus lourd ou plus léger – l’univers devient si différent qu’il n’y a ni étoiles ni galaxies, ni planètes. Et sans planètes, il n’y aurait pas de vie. Les autres constantes de la nature possèdent ce même caractère. Si vous faites varier n’importe laquelle, l’univers comme le voyageur de Robert Frost prend un chemin très différent. Et il est remarquable que chacun de ces chemins mène à un univers sans vie. Notre univers accueille la vie, mais seulement parce que les 15 milliards dernières années se sont développées de sorte que notre planète est habitable avec de l’eau liquide et une chimie très riche.

Il existe beaucoup d’autres constantes de la nature finement ajustées, en dehors de la puissance de ces forces. Considérez la proportion des masses pour les protons et les électrons, dernier exemple. La masse d’un proton est, en gros, 1836,1526 fois la masse d’un électron.[vi] Si cette proportion variait, la stabilité de nombreux produits chimiques serait compromise. Finalement, cette variation empêcherait la formation de molécules comme l’ADN, les briques de la vie.[vii] Mais au regard du développement de la vie sur Terre, il est parfois dit que la sélection naturelle trouverait une façon de développer la vie quelles que soient les circonstances. En ce sens, on dit parfois que la nature s’ajuste elle-même. Cependant, l’ajustement fin du carbone est responsable de la capacité qu’a la nature de s’ajuster elle-même à n’importe quel degré. Comme le dit le professeur Alister McGrath :

« Le processus de l’évolution biologique tout entier dépend de la chimie inhabituelle du carbone, qui lui permet de se limiter lui-même ainsi que d’autres éléments, créant ainsi des molécules hautement complexes qui sont stables malgré les températures prédominantes terrestres, et sont capables de donner de l’information génétique (surtout l’ADN). […] Si on peut répondre que la nature créé son propre ajustement fin, cela ne peut être fait que si les composants primordiaux de l’univers sont tels qu’un processus évolutif peut être initié. L’unique chimie du carbone est l’ultime fondement de la capacité qu’a la nature de s’ajuster elle-même. »[viii]

 

Les conditions initiales

L’ajustement fin est évident aussi dans les “conditions initiales” ou à l’état premier de l’univers. Les conditions initiales de l’univers incluent des informations comme l’expansion de l’énergie du Big Bang, la quantité de matière présente à ce moment, la proportion entre la matière et l’antimatière, le taux initial de l’expansion de l’univers et même les degrés de son entropie.

Considérez le taux d’expansion du Big Bang. S’il avait été plus élevé, de sorte que l’extension du jeune univers soit plus rapide, la matière dans l’univers aurait été si dispersée que la gravitation n’aurait jamais pu la rassembler en étoiles et en galaxies. S’il avait été plus bas, l’expansion du jeune univers aurait été beaucoup plus lente, et la gravitation aurait pu dépasser l’expansion et attirer toute la matière dans un trou noir. Le taux d’expansion était conforme à ce qu’il fallait pour que l’univers puisse contenir des étoiles.

La densité critique de l’univers est un autre exemple intéressant d’une condition initiale finement ajustée. Pour qu’il évolue jusqu’à pouvoir accueillir la vie, l’univers a du maintenir une densité générale très précise. Cette densité devait être si précise que la variation d’une partie de la densité générale de 1015 (i.e. 0.0000000000001%) aurait résulté en un effondrement ou Big Crunch, bien trop tôt pour que la vie se soit développée ; ou encore, il y aurait eu une expansion si rapide que ni les étoiles ni les galaxies ni la vie n’auraient pu se former. [ix] Ce degré de précision est comme un homme aux yeux bandés qui choisit un seul centime chanceux dans une pile de centimes assez fournie pour payer la dette des Etats Unis.

Les réponses possibles à l’ajustement fin

Inutile de préciser que les exemples précédents portent des implications significatives pour comprendre l’univers. En y réfléchissant un peu, il semble que notre univers est l’un des rares capables d’accueillir la vie. Par conséquent, beaucoup de ces observations ont été utilisées comme des indicateurs de Dieu.

L’ajustement fin contre la complexité irréductible

Avant de continuer la discussion, il est important de distinguer ces indicateurs de Dieu des arguments biologiques de la complexité irréductible qui ont une forme similaire. L’ajustement fin donne des exemples de la façon dont la nature peut produire la complexité actuelle de la vie, et lorsqu’on réfléchit à l’improbabilité de ces exemples, il peut potentiellement pointer vers un créateur. Dans le cas de la complexité irréductible, cependant, l’argument s’avance jusqu’à suggérer que la nature ne peut pas rendre compte de l’état présent de notre existence sans reposer directement sur une intervention divine et miraculeuse quelque part dans le processus.[x] Si un argument de la complexité irréductible peut être facilement réfuté par une explication scientifique, ces indicateurs de Dieu sont bien moins vulnérables à de futures explications scientifiques. Cependant, ces indicateurs de Dieu attirent aussi l’attention sur la splendeur de la précision des lois de la nature dirigées vers l’évolution de la vie.

Un accident dû à la chance

C’était attendu, les arguments de l’ajustement fin gênent les adeptes de la philosophie naturaliste, puisqu’une interprétation directe des données pointe en faveur d’un créateur intelligent. Certaines réponses naturalistes sont communes et valent la peine d’être mentionnées ici. La première revient à hausser nonchalamment les épaules. Beaucoup d’adeptes du naturalisme philosophique répondent comme suit : parce que les humains existent, les lois de la nature doivent clairement être compatibles avec la vie. Sinon, nous ne serions pas là pour remarquer le fait. Pour répondre à cette ligne d’argumentation, John Leslie propose une analogie dans laquelle quelqu’un survit à une exécution par fusillade sans aucune blessure.[xi] L’argument naturaliste selon Leslie est analogue à l’argument : “Bien sûr que tous les tirs ont raté, sinon je ne serais pas là pour remarquer que je suis en vie !” Une approche bien plus logique serait de chercher une explication : pourquoi un événement si improbable a-t- eu lieu ? Une bonne explication scientifique satisfait la curiosité, alors que ce type d’explication ne fait rien pour offrir une solution.

Inévitable

D’un point de vue plus scientifique, on avance souvent que la théorie de l’inflation donne une explication adéquate pour une telle précision et un tel équilibre. La théorie de l’inflation établit que lors des premières étapes de l’évolution cosmologique, l’univers a traversé une période d’expansion exponentielle. En proposant les bons types de modèle inflationnaire, il est possible de montrer que certains des exemples mentionnés ci-dessus, particulièrement la densité critique de l’univers, auraient naturellement pris les valeurs appropriées. Ainsi certains ajustements fins de l’univers semblent être expliqués. L’intervention de l’inflation demeure un sujet de débat. Toutefois, la plupart des physiciens théoriques s’accordent sur le fait qu’une certaine forme d’inflation a eu lieu, et plus important encore, que ce phénomène pourrait en effet expliquer beaucoup d’exemples de l’ajustement fin. Mais ce qui n’est pas toujours inclus dans la description de ces théories de l’inflation, c’est l’ajustement fin que les théories elles-mêmes supposent. Afin de produire un tel taux inflationnaire d’expansion – et pour en arriver aux valeurs nécessaires pour la densité critique de notre univers – les théories de l’inflation reposent sur au moins deux paramètres pour pouvoir ensuite porter des valeurs précises. Elles sont si précises que le problème de l’ajustement fin demeure et n’est repoussé que d’un cran. Une deuxième réponse naturaliste est de supposer que les caractères finement ajustés de notre monde montreront un jour qu’ils étaient inévitables. C’est-à-dire qu’avec l’augmentation de notre compréhension de la physique, il est possible qu’un jour nous découvrions une Théorie du Tout, à travers laquelle tous les autres faits physiques pourraient être expliqués. Une telle théorie pourrait même expliquer pourquoi les constantes universelles et les lois physiques doivent avoir des valeurs si spécifiques. Toutefois chacun des caractères finement ajustés de notre monde imposent certaines restrictions sur les possibilités de la possible Théorie du Tout. Finalement, quelques théories spécifiques suffiraient, et cela résulte essentiellement en un problème de l’ajustement fin même pour les Théories du Tout.[xii]

 

    Le Multivers

Il y a une réponse finale, appelée l’hypothèse du multivers. Selon cette hypothèse, il y a beaucoup d’autres univers qui s’ajoutent au nôtre. Chacun de ces univers possède différentes propriétés et différentes valeurs des constantes de base de la physique. Si le nombre de ces univers est très grand, il ne serait pas si surprenant que l’un d’entre eux pourvoie aux conditions spécifiques pour la vie. A première vue, la proposition de beaucoup d’autres univers semble très scientifique. Toutefois, il faut garder à l’esprit que la probabilité de pouvoir un jour observer des preuves d’un autre univers est très faible, puisqu’il est improbable que de l’information puisse passer d’un univers à un autre. De plus, il n’y a aucune garantie que le processus qui produit tous ces univers joue au hasard avec tous les paramètres physiques de sorte que chaque possibilité soit réalisée. Il pourrait y avoir des contraintes sur les caractéristiques de ces nombreux univers, et le processus de production devrait lui-même être finement ajusté pour garantir une variété suffisante d’univers qui rendrait compte de notre remarquable habitat cosmique. Des problèmes s’ajoutent avec les détails de la proposition du multivers, énumérés dans les lectures conseillées ci-dessous.

Lectures approfondies

Articles

  • Holder, Rodney D. “Is the Universe Designed? (PDF)” Faraday Papers, no. 10 (2007).
  • Hoyle, Fred. « The Universe: Some Past and Present Reflections. » Engineering and Science (1981): 12.
  • Polkinghorne, John. “The Anthropic Principle and the Science and Religion Debate (PDF).” Faraday Papers, no. 4 (2007).
  • Polkinghorne, John. « The Science and Religion Debate : An Introduction (PDF). » Faraday Papers, no. 1 (2007).
  • Poole, Mike. “Am I Significant in the Universe, or just an Accident? (PDF)” Christians in Science.

Lectures

Livres

  • Barrow, John, Wheeler, John, and Frank Tipler. The Anthropic Cosmological Principle. Oxford: Oxford University Press, 1986.
  • Davies, Paul. Cosmic Jackpot: Why Our Universe Is Just Right for Life. Great Britain: The Penguin Press, 2006.
  • Holder, Rodney D. God, the Multiverse, and Everything. Burlington, VT: Ashburg Publishing Co, 2004.
  • Leslie, John. Universes. London; New York: Routledge, 1989.
  • McGrath, Alister E. A Fine-Tuned Universe: The Quest for God in Science and Theology. Louisville, KY: Westminster John Knox Press, 2009.
  • Polkinghorne, John, and Nicholas Beale. “Question 20.” In Questions of Truth. Louisville, KY: Westminster John Knox Press, 2009.
  • Polkinghorne, John, and Nicholas Beale. “Question 21.” In Questions of Truth. Louisville, KY: Westminster John Knox Press, 2009.

Notes

[i] Freeman Dyson, Disturbing the Universe. New York: Harper and Row, 1979.

[ii] S.W. Hawking and Thomas Hertog, Populating the Landscape: A Top Down Approach (10 Feb 2006) (accessed February 5, 2009). Aussi dans l’appendice A in John Polkinghorne and Nicholas Beale,Questions of Truth (Louisville, KY[0]: Westminster John Knox Press, 2009).

[iii] Contribution majeure au sujet: John D. Barrow, The Anthropic Cosmological Principle(Oxford: Oxford University Press, 1986). Pour en savoir plus sur les différents usages du terme du principe anthropique, voir John Polkinghorne, The Anthropic Principle and the Science and Religion Debate, Faraday Papers, no. 4 (2007).

[iv] Rodney D. Holder, « Is the Universe Designed? » Faraday Papers, no. 10 (2007). Voir aussi John Polkinghorne, « The Science and Religion Debate : An Introduction, » Faraday Papers, no. 1 (2007), et Collins, The Language of God: A Scientist Presents Evidence for Belief.

[v] Fred Hoyle, « The Universe: Some Past and Present Reflections, » Engineering and Science (1981): 12. Quoted in: Holder, « Is the Universe Designed? »

[vi] The National Institute of Standards and Technology, « Reference on Constants, Units, and Uncertainty: Proton-Electron Mass Ratio, » NIST Physics Laboratory, http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mpsme(accessed February 5, 2009).

[vii] Holder, « Is the Universe Designed? »

[viii] Alister McGrath, A Finely-Tuned Universe: The Quest for God in Science and Theology (Louisville, KY: Westminster John Knox Press, 2009), 176. Pour en lire plus sur l’ajustement fin biologique de l’environnement, voir les chapitres 10 et 11.

[ix] Francis S. Collins, The Language of God: A Scientist Presents Evidence for Belief (New York: Free Press, 2006), 72-73. Specific numbers were taken from Appendix A in John Polkinghorne and Nicholas Beale, Questions of Truth (Louisville, KY[0]: Westminster John Knox Press, 2009). See also Rodney D. Holder, « Is the Universe Designed? » Faraday Papers, no. 10 (2007).

[x] Pour la réponse de Dr. Collins’ à l’irréductible complexité, voir Collins, The Language of God: A Scientist Presents Evidence for Belief. Voir aussi Question 26, on Evolution and the Complexity of Life.

[xi] John Leslie, Universes (London and New York: Routledge, 1989), 13-14. Cité dans: Polkinghorne, « The Science and Religion Debate:An Introduction. »

[xii] Holder, « Is the Universe Designed? » and Polkinghorne, « The Science and Religion Debate: An Introduction. »

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