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Mise à jour le 5 Décembre 2018

 

École Internationale Daniel Chalonge – Hector De Vega

SÉANCE OUVERTE :

LE NOUVEL UNIVERS

Le 29 Novembre 2018 à la Maison d’Argentine Paris 14ème

 

                                                                                                                                             

Photos : JPM. pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement ; toutes les photos ont été envoyées à l’École et sont à votre disposition).

Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur.  Voir les crédits des autres photos.

Certaines présentations originales sont disponibles sur le site de l’école, je le signalerai à chaque fois.

 

 

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Colloque organisé régulièrement par Madame Norma Sanchez, Directrice de l'École Internationale d'Astrophysique "Daniel Chalonge.

 

Un grand classique : comme toujours Me Sanchez ouvre cette séance avec sa célèbre clochette !

 

Cette année nous fêtons les 27 années d’activité pour cette école, dont les mots d’ordre sont : ANTICIPATION ; ORIGINALITÉ et APPROCHE PIONNIÈRE.

 

 

 

 

 

 

Séance très éclectique aujourd’hui ;

 

 

SOMMAIRE :

 

·         V Hugo, la science et l’Observatoire de Paris par le Dr Jean-Marc HOVASSE, ENS

·         Le multivers, .dernier héritage de S Hawking par N Sanchez.

·         La science créative par Hélios Jaime.

·         La collation cosmologique !

 

 

 

 

 

VICTOR HUGO LA SCIENCE ET L’ASTRONOMIE PAR LE DR JM HOVASSE DE L’ENS.

 

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Le Dr Jean Marc Hovasse est Directeur de Recherche au CNRS, ITEM (Institut des Textes et manuscrits modernes), à l’École Normale Supérieure Paris- PSL Université.

 

C’est un spécialiste de Victor Hugo.

 

Il nous apprend aujourd’hui que notre Victor Hugo national était aussi un excellent scientifique et qu’il s’en est fallu de peu qu’il n’entre à Polytechnique.

 

Hugo a publié des textes sur l’Art et la Science et aussi un texte qui nous concerne ce soir sur l’Observatoire de Paris.

 

Mais avant cela quelques informations sur l’éducation du jeune Victor.

 

 

 

 

Enfance compliquée, en pension à Paris, mais il suit les cours à Louis Le Grand. Il est plutôt bon élève en maths.

Il reçoit des Prix (accessits) comme c’était d’usage à l’époque, ils sont remis par le savant Cuvier.

En 1818 il présente de concours général en physique, où il obtient un accessit.

Il aimait d’ailleurs beaucoup la physique.

Il veut présenter le concours de l’X mais des problèmes pécuniers au sein de sa famille l’obligent à suivre une voie non payante, il se tourne vers le droit et la littérature.

 

Mais il y a toujours des traces de science dans son œuvre. Par exemple :

·         Les rayons et les ombres, dans la préface

·         Le poème Promontorium somnii (Promontoire des songes) voir extraits suivants :

 

« …..Parallèlement, Arago et le Bureau des longitudes envisageaient d’équiper l’Observatoire de Paris d’une lunette de grande longueur focale, analogue à celle qui existait à l’Observatoire de Dorpat (Tartu en Finlande). Celle-ci devait permettre l’observation d’étoiles doubles, dont l’existence n’avait été découverte que quelques décennies auparavant. Ils s’adressèrent pour la réaliser aux constructeurs français Cauchoix et Lerebours. Ce dernier possédait en effet des objectifs de différents diamètres qui furent tour à tour essayés à l’Observatoire de Paris des années 20 aux années 30. Ces objectifs furent montés sur un tube approprié d’abord dans l’un des pavillons qui, à l’Est, jouxtent la tour du bâtiment principal, puis, sans que les textes soient très clairs à ce sujet, sur la terrasse supérieure à une date indéterminée.

 

Si trois instruments se trouvaient de façon sûre à la date de 1834 sur la terrasse, ils ne permettaient pas les mêmes observations. Victor Hugo affirme en effet avoir observé par « une lunette qui grossissait quatre cents fois » et rapporte qu’Arago lui soutint qu’elle ramenait la distance entre lui et la lune de 90000 à 225 lieues, ce qui correspond bien approximativement à la distance entre la Terre et son satellite [2]. L’équatorial de Gambey, qui n’était pas encore tout à fait opérationnel comme on l’a vu, doit être éliminé par le diamètre de son objectif et sa longueur focale qui n’offrent guère qu’un grossissement de 40. Le cercle de Reichenbach, dont la lunette a des caractéristiques voisines, est exclu également pour les mêmes raisons. …..»

 

 

Une anecdote concernant une visite en 1834 de Victor Hugo à l’Observatoire de Paris, où il y rencontre François Arago, génie scientifique de l’époque. Il deviendra Directeur de l’Observatoire en 1843.

 

JM Hovasse nous lit un passage :

 

« ….Hugo se rappellera Arago ainsi: "Un soir de je ne sais quelle fête, je me promenais dans l'allée de l'Observatoire avec Arago, ce grand et illustre savant libre. C'était l'été, un ballon qui venait de s'enlever au Champ-de-Mars passa tout à coup dans la nuée au-dessus de nos têtes. Sa rondeur, dorée par le Soleil couchant, était majestueuse. Je dis à Arago : "Voici l'œuf qui plane, en attendant l'oiseau; mais l'oiseau est dedans et il en sortira". Arago me prit les deux mains, me regarda fixement avec ses prunelles lumineuses, et s'écria: "Et ce jour-là, Géo s'appellera Demos". Par contre, il le citera parmi les savants bornés dans un texte des années 1830 : "Le savant est d'un naturel étroit. Dans l'esprit du savant un coin seulement est éclairé, épaisses ténèbres partout ailleurs. Au fond de ces hommes utiles et spéciaux il y a presque toujours une antipathie incurable pour toutes les choses de sentiment, d'imagination, de foi, de poésie, d'art, de religion, c'est-à-dire pour tout le grand côté de l'humanité….. »

 

 

 

 

 

Victor Hugo et le Promontoire des songes

 

Histoire, astronomie et littérature : Victor Hugo et François Arago

 

Proses philosophiques/Promontorium somnii

 

Le promontoire du songe chez Gallimard

 

 

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LE MULTIVERS, DERNIER HÉRITAGE DE STEPHEN HAWKING.

 

Le dernier travail de Stephen HAWKING ou une mise en perspective scientifique à travers plusieurs mois de mai (de mai 1979 au mai 2018)

 

Me Norma Sanchez nous a transmis ses idées à ce sujet qui ont été publiées il y a quelques semaines sur ce site.

 

En quelques mots, cela a trait à la notion d’inflation éternelle.

 

Avec ce dernier article (A smooth exit from eternal inflation) paru en Mai 2018, soit 2 mois après sa mort, Norma Sanchez met en perspective les différentes théories sur lesquelles elle a déjà travaillé, comme physique classique et quantique, théorie des cordes, inflation, fractalité de l’Univers, multivers.

Pour information : longueur de Planck : 10-35m : temps de Planck : 10-43s

 

Dans la théorie actuelle de la formation de l’Univers, on sait qu’au commencement après le plus que minuscule temps de Planck, l’Univers a subi une expansion exponentiellement accélérée, appelée inflation (ou inflation cosmique) pendant un temps infiniment court.

Cette expansion s’arrête ensuite, mais certains pensent qu’elle aurait pu se poursuivre dans d’autres parties d’Univers.

Nous aurions ainsi un ensemble de d’Univers élémentaires, ou Univers bulles ou de multivers.

Il existerait une multitude d'univers, dont une des bulles serait celui où nous vivons !

 

C’est ce que l’on a appelé l’inflation éternelle.

 

Cette inflation est-elle vraiment éternelle.

Peut être pas, c’est le sens du dernier article de S Hawking ou l’éternité de cette inflation est remise en cause, même si c’est nettement spéculatif.

 

 

L’évolution de l’Univers telle qu’on l’envisage aujourd’hui. Crédit NASA/WMAP

 

La vision de la théorie du Big Bang serait erronée, ou plutôt un abus de langage, elle serait remplacée par la notion d’inflation.

 

L’univers est quantique et les multivers quantiques en font partie.

 

Le professeur James Hartl présente ses arguments dans son article Quantum Multiverses.

 

Les dernières mesures de WMAP et de Planck confirment le modèle standard d’Univers, surtout en affinant certains paramètres essentiels comme le rapport r et le paramètre ns, dont je vais essayer de définir leurs importances en me basant sur des textes écrits antérieurement.

 

 

NdlR :

Le rapport tenseur-scalaire « r », est lié aux amplitudes primordiales des fluctuations de densité de matière qui ont dû générer des ondes gravitationnelles. Ce paramètre est directement lié à la puissance de la période inflationnaire. Il est lié à la formation des étoiles et galaxies à partir des germes des anisotropies du CMB.

 

Ce facteur r (tensor to scalar ratio en anglais) c’est le rapport des ondes gravitationnelles à la densité des fluctuations de l’Univers.

C’est le plus important facteur concernant la polarisation.

Planck l’a déterminé, le rapport tenseur/scalaire r < 0,08

 

 

Le paramètre « ns » ou index spectral, a aussi été déterminé par Planck, il vaut 0,96.

Le spectre de puissance est déterminé par deux nombres : l'un décrit l'amplitude typique des fluctuations de densité d'une taille physique donnée, l'autre décrit l'amplitude relative des fluctuations de densité entre deux échelles différentes, ce que l'on appelle indice spectral (spectral index) des perturbations (ns)

Ce paramètre ns ne vaut pas 1, mais 0,96 +/- 0,0054 et il ne doit pas être égal à 1 sinon inflation éternelle.

Ce facteur représente la taille des grumeaux à différentes échelles dans l’Univers primordial ; s’il était égal exactement à 1 (invariance d’échelle), les grumeaux auraient tous la même taille ; ce qui serait contraire à la théorie de l’inflation, il fallait en fait que ce facteur soit aux alentours de 0,96. Planck en apporte la preuve pour la première fois

C’est un résultat fondamental qui confirme encore la prédiction de l’inflation.

Ce paramètre est comme une empreinte digitale des tout premiers temps de l’Univers, de l’inflation.

 

 

Ces facteurs r comme ns sont importants aussi dans le sens qu’ils permettent de donner des contraintes sur différents modèles d’Univers, d’en valider certains et d’en exclure d’autres.

 

 

Les prédictions annonçaient :

ns = 0,9608   et    r  approx 0,04

 

 

Les expériences WMAP et Planck ont aussi confirmé la non gaussianité primordiale, c’était l’objectif principal de la mission Planck.

En effet la grande question est de savoir si ces fluctuations primordiales obéissent à une loi de Gauss. (Distribution gaussienne).

Les résultats des mesures indiquent que les fluctuations sont bien gaussiennes et que cela confirme la théorie de l’inflation.

 

NdlR : La théorie actuelle du BB impose que le CMB soit un champ gaussien défini par son spectre de puissance (se comporte comme un corps noir à 2,7K). La gaussianité ou la non gaussianité des fluctuations de température du CMB permet de contraindre les modèles de formation d’Univers, la non gaussianité éliminerait la possibilité d’une inflation produite par un seul champ scalaire (l’inflation est décrite par un champ scalaire).

 

 

 

Fractale ? Je reprends une partie de la définition donnée par Wikipedia :

 

Une figure fractale est un objet mathématique, telle une courbe ou une surface, dont la structure est invariante par changement d'échelle.

L'adjectif « fractal », à partir duquel l'usage a imposé le substantif une fractale pour désigner une figure ou une équation de géométrie fractale, est un néologisme créé par Benoît Mandelbrot en 1974 à partir de la racine latine fractus, qui signifie « brisé », « irrégulier », et de la désinence -al présente dans les adjectifs naval et banal (pluriels : navals, banals, fractals). De nombreux phénomènes naturels – comme le tracé des lignes de côtes ou l'aspect du chou romanesco – possèdent des formes fractales approximatives.

 

 

Les fractales sont définies de manière paradoxale, à l'image des poupées russes qui renferment une figurine identique à l'échelle près : « les objets fractals peuvent être envisagés comme des structures gigognes en tout point – et pas seulement en un certain nombre de points, les attracteurs de la structure gigogne classique.

 

 

Cette conception hologigogne (gigogne en tout point) des fractales implique cette définition tautologique : un objet fractal est un objet dont chaque élément est aussi un objet fractal (similaire). Illustr : ex de figure fractale.

 

 

 

Employé en tant qu'adjectif, le terme peut désigner une appellation « générique » (notamment d'un point de vue sémiotique, par signes équivalents).

C'est cette généricité (cf. une « déterritorialisation ») qui est prise en compte dans la Théorie du Rhizome (cf. « French Theory ») à portée socio-politique ; (afin de montrer la possibilité d'une organisation horizontale, où chaque élément est virtuellement efficient, plutôt qu'une disposition pyramidale par exemple, verticalement rigide et sans potentiel fractal)

 

En cosmologie, le modèle de l'univers fractal désigne un modèle cosmologique dont la structure et la répartition de la matière possèdent une dimension fractale, et ce, à plusieurs niveaux. De façon plus générale, il correspond à l'usage ou l'apparence de fractales dans l'étude de l'Univers et de la matière qui le compose.

 

 

L’Univers serait fractal à toutes les échelles ; fractalité liée aux univers multiples.

 

Le concept de multivers sur lequel travaillent de nombreux astrophysiciens doit être pris sérieusement.

 

 

 

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Revenons à la fractalité.

 

On voit ici la structure fractale du milieu interstellaire (ISM Inter Stellar Medium).

 

Elle est à toutes les échelles, il y a « auto similarité » comme le précise N Sanchez.

 

 

Même dans les études grandes échelles aboutissant aux grandes structures que l’on peut voir sur les « surveys » du genre 2dF, on remarque cette fractalité.

 

 

 

 

 

 

 

 

À encore plus grande échelle on se rend compte de la forme de la toile cosmique (cosmic web) avec ses vides et ses filaments.

 

Les galaxies se trouvent entre les vides, les filaments se forment là où ces murs se joignent et les amas de galaxies sont aux intersections des filaments.

 

 

 

Quelques caractéristiques liées aux fractales.

 

D est le facteur de dimension fractale.

Il est proche de 2.

 

 

Même Leonardo a donné dans le fractal avec son fameux arbre fractal dont on s’est inspiré et que l’on voit plus bas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

L'article de N Sanchez à ce sujet :

The Classical-Quantum Duality of Nature. New Variables for Quantum Gravity

 

Et aussi : The New Quantum Structure of the Space-Time

 

Nouvelles contraintes sur l’inflation apportées par WMAP  par N Sanchez

 

 

Anisotropies du CMB Résultats et perspectives par JC Hamilton APC

 

La Théorie de l’Inflation : CR de la conférence SAF (Cosmologie) de Jérôme Martin du 27 Mars 2015

 

Visitez les multivers de Max Tegmark : l'inflation éternelle

 

Is Eternal Inflation Eternal ?

 

L’inflation éternelle chez Wikipedia.

 

Hawking et le multivers : et le buzz revient...chez Futura Sciences.

 

Inflation éternelle : pour quelles raisons les Univers n’entrent-ils pas en collision dans le Multivers ?

 

Inflation et nouveaux paradigmes par F Combes

 

Consistency Relations in Cosmology thèse de JF Hideki Perrier (UNIGE) sur les non gaussianités

 

 

 

 

 

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LA SCIENCE CRÉATIVE PAR HÉLIOS JAIME.

 

 

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Hélios Jaime, Épistémologue de sciences, Linguiste, Essayiste

 

Lors de la Session précédente, il nous avait parlé de l’infini et de l’indéfini.

 

Il nous parle ce soir de créativité et de sciences.

 

 

Le texte de son excellente présentation se trouve sur le site de l’École.

 

 

 

 

Quelques extraits de sa présentation :

 

« Il peut arriver que des phénomènes imprévus ou que l’action de variables insoupçonnées qui se dégagent des phénomènes connus contredisent les modèles et par conséquent remettent en question et, dans certains cas, invalident la théorie sur laquelle ces derniers avaient été bâtis. Ces cas de contradictions entre le modèle et le phénomène ne sont pas une exception ; ils peuvent se produire avec une certaine fréquence.

Cependant, ces antinomies ne dépendent pas toujours des critères erronés du scientifique.

Certes, les raisonnements qui sont à l’origine des modèles sont normalement conçus d’après les données mais, ils ne peuvent pas englober toutes les variables possibles qui surviennent lors du déroulement du phénomène.

C’est pour cette raison que les scientifiques préfèrent étudier les conditions qui sont nécessaires pour la production d’un phénomène plutôt que d’en préciser la cause qui l’origine. Ainsi, on s’intéresse plus au comment qu’au pourquoi.

À la différence des principes épistémologiques des siècles précédents, qui étaient fondés sur la relation entre la science et la philosophie pouvant ainsi aborder des sujets comme l’infini ou le sens de la diversité des espèces biologiques, aujourd’hui, orientés notamment par leur spécialité, les chercheurs préfèrent généralement examiner le comment du phénomène sans chercher le pourquoi de son existence. » …….

 

« Les voies de la créativité scientifique.

Reprenons celle de l’origine de la vie.

On sait que si les conditions atmosphériques et telluriques de la Terre avaient changé un peu, la vie n’aurait pas été possible. Viendrait-elle de l’espace ? Son existence relève-t-elle du hasard qui aurait permis la conjonction de circonstances favorables à son apparition ?

Bref, serait-elle le résultat d’un coup de chance de la nature ?

Il est vrai, que son existence s’étend dans un éparpillement des espèces tellement différentes non seulement à travers les ères géologiques mais encore à notre époque qu’il est fort difficile de trouver une parenté entre elles.

Et pourtant toutes font partie du royaume de la vie.

Si nous nous penchons sur une des problématiques importantes de la physique que l’on peut synthétiser dans la question : comment est-il possible que le comportement des particules à l'échelle microscopique montre qu’il y a une sorte de symétrie entre le passé et le futur, c’est-à-dire qu’il y a une réversibilité, tandis que à l'échelle macroscopique, celle de notre réalité, le temps écoulé est tout à fait irréversible ? Il semble que nous nous trouvons face à une antinomie.

Voilà le casse-tête des physiciens et des mathématiciens qui, à partir de la célèbre équation établie au XIXe siècle par le philosophe et physicien Ludwig Boltzmann, essayent de trouver une solution pour préciser le passage du réversible à l’irréversible.

Ce comportement bizarre mais bien réel de la nature, serait-il dû également au hasard ? »…..

 

Et de conclure avec Leonardo :

« Je voudrais clore ce bref aperçu sur les processus créatifs de la science par la phrase d’un visionnaire de l’épistémologie interdisciplinaire, Leonardo da Vinci : « La natura è piena d’infinite ragioni che non furon mai in sperienza ».

 

Je vous donne ma traduction : « La nature est pleine de raisons infinies qui n’ont jamais été trouvées par l’expérience ».

 

 

 

 

Signalons qu’Hélios Jaime va publier bientôt un ouvrage aux éditions Fauves :

 

« Le défi de la créativité dans la littérature, la musique, l’art et la science. »

 

 

Et nous passons à la partie la plus agréable du colloque comme le dit Norma Sanchez.

 

 

 

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LA COLLATION COSMOLOGIQUE !

 

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Comme toujours superbe buffet choisi par Norma Sanchez.

 

 

 

 

 

 

 

À la prochaine !

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Bon ciel à tous

 

Jean Pierre Martin SAF Président de la Commission de Cosmologie

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