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Saint Augustin et le Big Bang

Abstract and Figures

Lors des conférences grand-public au sujet de cos-mologie, on pose souvent la question « Qu'est-ce qu'il y a eu avant le Big Bang ? » Ce public qui vient assister a une conférence scien-tifique ne s'attend pas a entendre parler de l' ev eque d'Hippone. Pourtant, on trouvera une réponse validè a cette même question dans la grande oeuvre de Saint Augustin, La Cité de Dieu, rédigée vers 417A.D. Au-gustin répond a la question « Qu'y avait-il avant la création du monde ? » « Il est indubitable que le monde n'a pas eté créé dans le temps, mais avec le temps : car ce qui se fait dans le temps se fait apr es et avant quelque temps, apr es le temps passé et avant le temps a venir. Or, avant le monde, il ne pouvait y avoir au-cun temps passé, puisqu'il n'y avait point de créature dont les mouvements pussent mesurer le temps. Le monde a donc eté créé avec le temps, puisque le mouvement á eté créé avec le monde. » Bref, il n'y a pas d'avant. Mais cette réponse succincte ne semble satisfaire personne. Pourtant, seizesì ecles avant notré epoque, Saint Augustin exprime une idéé etonnante qui s'approche de la pensée actuelle. L'Univers et « Temps » ne sont pas indépendents . L'un n' existe pas sans l'autre et donc un début de l'Univers implique aussi un début de « Temps »
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Saint Augustin et le Big Bang
Steve Torchinsky
Station de radioastronomie de Nan¸cay
Fig. 1 – Augustin, l’´evˆeque d’Hip-
pone, r´edigeant La Cit´e de Dieu,
vers 417 ap. J.-C. (Peinture de Bot-
ticelli, image de Wikimedia Com-
mons)
Lors des conf´erences grand-public au sujet de cos-
mologie, on pose souvent la question «Qu’est-ce qu’il
y a eu avant le Big Bang? »
Ce public qui vient assister `a une conf´erence scien-
tifique ne s’attend pas `a entendre parler de l’´ev`eque
d’Hippone. Pourtant, on trouvera une r´eponse valide
`a cette mˆeme question dans la grande oeuvre de Saint
Augustin, La Cit´e de Dieu, r´edig´ee vers 417A.D. Au-
gustin r´epond `a la question «Qu’y avait-il avant la
cr´eation du monde ? »
«Il est indubitable que le monde n’a
pas ´et´e cr´e dans le temps, mais avec le
temps : car ce qui se fait dans le temps se
fait apr`es et avant quelque temps, apr`es le
temps pass´e et avant le temps `a venir. Or,
avant le monde, il ne pouvait y avoir au-
cun temps pass´e, puisqu’il n’y avait point
de cr´eature dont les mouvements pussent
mesurer le temps. Le monde a donc ´et´e
cr´e avec le temps, puisque le mouvement
a ´et´e cr´e avec le monde. »
Bref, il n’y a pas d’avant. Mais cette r´eponse
succincte ne semble satisfaire personne. Pourtant,
seize si`ecles avant notre ´epoque, Saint Augustin
exprime une id´ee ´etonnante qui s’approche de la
pens´ee actuelle. L’Univers et «Temps »ne sont pas
ind´ependents. L’un n’´existe pas sans l’autre et donc
un d´ebut de l’Univers implique aussi un d´ebut de «Temps »
Dans la cosmologie moderne, n´ee de la th´eorie de la relativit´e g´en´erale d’Einstein, il
faut voir l’Univers dans les quatre dimensions de l’espace-temps. Le Big-Bang se trouve `a
une coordonn´ee o`u le temps est ´egal `a z´ero. Mais est-ce qu’il y a vraiment quelque chose
de particulier `a ce temps ?
Je r´eponds souvent `a cette question sur l’avant Big-Bang par une autre question qui
fait elle-mˆeme r´efl´echir : Si vous ˆetes au pˆole nord de la Terre, et que je vous demande de
faire un pas vers le nord, que ferez-vous? Je ne vous empˆeche pas de marcher l`a o`u vous
voulez, mais, n´eanmoins, quelle que soit la direction que vous prendrez, c’est forc´ement
vers le sud !
Nous, les ˆetres humains mortels, sommes contraints de suivre la surface de la Terre.
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Une fois au pˆole nord, on ne peut que marcher vers le sud. De fa¸con similaire, pour
l’Univers, on est contraint `a «marcher »vers le futur.
Mais, est-ce que le temps «ero »est vraiment un moment sp´ecial, ou simplement
une curiosit´e artificielle due `a notre d´efinition des axes de l’espace-temps ?
Pour nous, les humains, il est tr`es difficile, voire, impossible, de comprendre l’Univers
dans son ensemble. Pour ce faire, il faut oublier notre exp´erience de tous les jours, celle
o`u un moment succ`ede `a un autre, et il faut voir l’Univers comme un objet `a quatre
dimensions.
Augustin parle de la nature de Dieu, et de l’impossibilit´e pour l’homme de le com-
prendre. Il disait que Dieu n’existe pas dans le temps, mais `a travers le temps. Une
douzaine de si`ecles plus tard, Spinoza proposera l’id´ee de l’´equivalence entre Dieu et la
Nature. Aujourd’hui, en s’inspirant de cette id´ee de Spinoza, si on se permet de remplacer
«Dieu »par «l’Univers »dans les paroles d’Augustin, on voit encore qu’il exprime le
germe d’une id´ee moderne de la cosmologie : L’Univers existe dans les quatre dimensions
de l’espace-temps. C’est `a dire, l’Univers existe `a travers le temps, ou, autrement dit, dans
tous les temps.
Quand on met de cˆot´e notre notion usuelle du temps, comme une suite de moments,
et que l’on voit l’Univers comme un objet en quatre dimensions, on a l’image d’un objet
tout fait. C’est un objet en quatre dimensions, soit, mais un objet tout de mˆeme. On perd
donc l’id´ee du dynamisme de l’Univers : son l’´evolution, ses actions, et ses choix.
Qu’en est-t-il alors de notre avenir? Est-ce que tout est d´ej`a «inscrit »dans l’ensemble
de l’Univers ? Est-ce que tout est pr´eprogramm´e ? Ceci est le tr`es vieux probl`eme du «libre
arbitre »auquel Saint Augustin lui-mˆeme ´etait confront´e.
Pour Saint Augustin, le probl`eme apparait suite au fait que Dieu sait tout. Rien n’est
cach´e `a Dieu, ni dans le pr´esent, ni dans le pass´e, ni dans l’avenir. O`u donc est notre choix
dans nos activit´es humaines ? Puisque Dieu sait tout, il sait comment l’on va choisir, et
o`u l’on va arriver. C’est d´ej`a un fait accompli, et quoique l’on pense ˆetre libre de choisir
notre chemin dans la vie, on va fatalement avancer vers un avenir pr´edestin´e. Mais Saint
Augustin insiste sur notre libre arbitre. Il ´ecrit :
«Si l’homme ne veut pas p´echer, il ne p`eche pas ; mais alors Dieu a pr´evu
qu’il ne voudrait pas p´echer. »
Alors, d’apr`es Saint Augustin, nous sommes libres de choisir notre chemin dans la vie,
sachant que Dieu sait quels seront nos choix. Ainsi, avec un peu de logique cyclique, Saint
Augustin propose une solution gu`ere satisfaisante. Dans le cadre de la th´eorie de relativit´e
en´erale d’Einstein, une th´eorie que l’on appelle «classique »malgr´e son apparition
ecente, la gravitation agit d’une mani`ere d´efinitive. C’est `a dire que l’effet de gravitation
d’un corps sur un autre est calculable sans aucune incertitude. Par extension, si on ajoute
des corps, on peut toujours calculer l’effet de gravitation de l’ensemble, et les futures
positions de ces mˆemes corps. Le calcul peut ˆetre difficile `a effectuer, mais en principe
c’est faisable. Alors, revient le probl`eme du libre arbitre. Etant donn´e l’´etat actuel de
l’Univers, les futures configurations de l’Univers sont pr´evisibles. O`u est donc notre libre
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choix dans la vie puisque le futur est d´ej`a inscrit dans l’espace-temps ?
Notre libre arbitre serait ´eventuellement sauv´e par l’incertitude. L’incertitude, ou
l’ind´etermination, en science est l’id´ee de Heisenberg qui nous dit que l’´etat de quelque
chose, comme une particule, ou l’Univers, n’est jamais d´etermin´e avec parfaite pr´ecision.
Si on sait avec pr´ecision o`u on est, on ne sait rien sur l`a o`u on va, et `a quelle vitesse.
Cette th´eorie de Heisenberg s´epare les th´eories classiques des th´eories quantiques.
Or, la th´eorie de la gravitation d’Einstein est une th´eorie classique, non-pas prˆone `a
l’ind´etermination. Est-ce que Monsieur Einstein, souvent consid´er´e comme le plus grand
penseur en science, a pu avoir tort sur ce point ? Est-ce que la th´eorie de Relativit´e
en´erale d’Einstein n’est pas enti`erement correcte ?
C’est une question fondamentale en science qui est ´etudi´ee activement `a la Station de
radioastronomie de Nan¸cay avec des observations continues des astres qui s’appellent des
pulsars. Ainsi, `a la Station de radioastronomie de Nan¸cay, nous oeuvrons pour la libert´e
de l’humanit´e !
Jusqu’`a pr´esent, la th´eorie d’Einstein r´esiste `a tous les tests possibles, et on constate
avec 99.99% de pr´ecision que la th´eorie d’Einstein est correcte.
Fig. 2 – Le prototype EMBRACE
est la technologie, d´evelopp´ee
`a Nan¸cay avec ces partenaires,
propos´ee pour le projet de ra-
diot´elescope gigantesque le Square
Kilometre Array. EMBRACE est
compos´e de 4608 antennes. Le
Square Kilometre Array en aura
des millions.
Les observations seront am´elior´ees avec un futur
radiot´elescope gigantesque qui s’appelle le Square Ki-
lometre Array. Il s’agit d’un r´eseau de millions d’an-
tennes reli´ees ensemble pour faire l’´equivalent d’un
elescope avec une surface d’un kilom`etre carr´e. Ainsi,
on testera encore plus pr´ecis´ement les pr´edictions de la
th´eorie d’Einstein, y compris sur l’´equation d’´etat de
l’Univers, et sur le myst`ere de l’´energie noire. Est-ce
qu’il y a une limite `a la validit´e de la th´eorie d’Ein-
stein ? Est-ce qu’il a eu tort sur cette question de
etermination ? Est-ce que l’id´ee exprim´ee par Saint
Augustin du co-existence du Monde et le Temps, et
evelopp´ee en d´etail seize si`ecles plus tard par Einstein
avec l’espace-temps du Relativit´e G´en´erale, dois ˆetre
am´eliorer par un aspect quantique et ind´etermin´e ?
Est-ce que l’on peut sauver le libre arbitre de l’huma-
nit´e ? Pour les physiciens, c’est simplement une ques-
tion de «Temps ».
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