Chapitre deux

Apparition et développement de l’univers : la controverse

PHOTOGRAPHIER la terre lorsqu’elle se profile, énorme, à travers le hublot d’un engin spatial est un grand moment d’émotion pour les astronautes. “ C’est le meilleur moment du vol ”, a dit l’un d’eux. Toutefois, notre terre paraît bien petite à l’échelle du système solaire. Le soleil pourrait en effet contenir un million de planètes comme la terre, et il resterait de la place ! Se pourrait-​il que ces faits aient quelque chose à voir avec votre vie et sa signification ?

Projetons-​nous mentalement dans l’espace pour voir la terre et le soleil en perspective. Le soleil n’est que l’une des étoiles au nombre vertigineux qui occupent l’un des bras spiraux de notre galaxie, la Voie lactée *, laquelle ne constitue qu’une partie minuscule de l’univers. À l’œil nu, depuis la terre, on discerne quelques taches lumineuses diffuses qui sont en fait d’autres galaxies, comme la grande et magnifique Andromède. Sous l’effet de la gravitation, la Voie lactée, Andromède et une vingtaine d’autres galaxies sont maintenues groupées en un amas, qui ne représente qu’une petite région d’un immense superamas. L’univers contient ainsi un nombre incalculable de superamas, et le tableau n’est pas complet.

Les amas ne sont pas répartis uniformément dans l’espace. À l’échelle cosmique, ils semblent s’aligner le long de parois ou de filaments entourant de vastes régions de vide semblables à des bulles. Certaines de ces structures sont si longues et si larges qu’elles font penser à de grands murs. Voilà de quoi surprendre ceux qui pensent  que l’univers s’est créé à la suite d’une explosion cosmique hasardeuse. L’un des principaux rédacteurs de la revue Scientific American a déclaré : “ Plus nous verrons l’univers avec clarté et dans tout son glorieux détail, plus il nous sera difficile d’expliquer par une théorie simple comment il en est arrivé là. ”

Des faits qui prêchent en faveur d’un commencement

Toutes les étoiles que vous voyez appartiennent à la Voie lactée. Jusque dans les années 20, on pensait que notre galaxie était la seule de l’univers. Sans doute savez-​vous que les observations réalisées depuis à l’aide de grands télescopes ont démontré le contraire. L’univers compte au moins 50 milliards de galaxies. Notez bien : pas 50 milliards d’étoiles ; 50 milliards de galaxies, abritant chacune des milliards d’étoiles semblables au soleil. Pourtant, ce n’est pas cette quantité ahurissante de galaxies gigantesques qui a ébranlé les croyances scientifiques dans les années 20. C’est le fait d’apprendre que toutes ces galaxies sont en mouvement.

Les astronomes ont en effet découvert un fait remarquable : en faisant passer la lumière galactique à travers un prisme, ils ont observé que les ondes lumineuses s’étiraient, signe d’un éloignement à grande vitesse. Plus une galaxie est distante de la terre, plus elle semble s’en éloigner rapidement. C’est l’indication que l’univers est en expansion *.

 Nul besoin d’être un astronome professionnel, ni même un amateur, pour comprendre qu’un univers en expansion voudrait dire beaucoup de choses quant à notre passé, mais peut-être aussi quant à notre avenir. Il a fallu en effet que quelque chose amorce le processus, une force assez colossale pour vaincre la gravitation de l’univers tout entier. Il y a donc lieu de se demander : ‘ Que pourrait bien être la source de cette énergie vive ? ’

Bien que la plupart des scientifiques fassent remonter l’univers à un état initial dense et très petit (une singularité),  un point fondamental est incontournable : “ Si, à un certain moment dans le passé, l’univers était proche d’un état singulier caractérisé par une taille infinitésimale et une densité infinie, nous sommes bien obligés de nous demander ce qu’il y avait avant et ce qu’il y avait à l’extérieur de l’Univers. [...] Le problème du Commencement s’impose à nous. ” — Sir Bernard Lovell.

Ce phénomène implique davantage qu’une prodigieuse source d’énergie. Intention et intelligence devaient également être à l’œuvre, car la vitesse d’expansion semble  être réglée très précisément. “ Si l’univers s’était dilaté un millionième de millionième plus vite, explique le professeur Lovell, toute la matière de l’Univers serait aujourd’hui dispersée. [...] Et si [la vitesse] avait été un millionième de millionième plus lente, les forces gravitationnelles auraient provoqué l’effondrement sur lui-​même de l’Univers au cours du premier milliard d’années de son existence. Là encore, il n’y aurait eu ni étoiles à durée de vie longue, ni vie. ”

Des tentatives pour expliquer le Commencement

Les spécialistes sont-​ils à présent en mesure d’expliquer l’origine de l’univers ? Beaucoup que répugne l’idée d’une création par une intelligence supérieure défendent l’hypothèse d’un mécanisme qui aurait permis à  l’univers de se créer à partir du néant. Cela vous semble-​t-​il raisonnable ? Ces spéculations sont généralement des variantes d’une théorie — dite de l’univers inflatoire * — élaborée en 1979 par le physicien Alan Guth. Or, le professeur Guth a lui-​même reconnu récemment que sa théorie “ n’explique pas comment l’univers a surgi du néant ”. Dans un article de la revue Pour la  science, on relève cette remarque encore plus précise du professeur Andrei Linde : “ Expliquer cette singularité initiale — où et quand tout a commencé — demeure le problème le plus insurmontable de la cosmologie moderne. ”

Puisque les spécialistes ne sont en mesure d’expliquer réellement ni l’origine ni le développement initial de l’univers, ne devriez-​vous pas chercher cette explication ailleurs ? En fait, il y a de bonnes raisons de considérer certains facteurs dont beaucoup ne tiennent pas compte alors qu’ils peuvent véritablement éclairer ce sujet. Au nombre de ces facteurs figurent les paramètres précis des quatre forces fondamentales qui président aux propriétés et aux modifications de la matière. La seule mention de ‘ forces fondamentales ’ fera peut-être hésiter certains, qui pensent aborder là un domaine réservé aux physiciens. En réalité, ces notions de base méritent qu’on s’y arrête, car elles touchent notre vie.

 Un réglage précis

Les quatre forces fondamentales s’exercent tant à l’échelle immense du cosmos qu’à celle infinitésimale des structures atomiques. Elles gouvernent tout ce que nous voyons autour de nous.

Si ces quatre forces à l’œuvre dans l’univers n’étaient pas finement réglées, des éléments aussi indispensables à la vie que le carbone, l’oxygène et le fer, par exemple, n’existeraient pas. Nous avons déjà mentionné l’une de ces forces : la gravitation. La seconde est la force électromagnétique. Si elle était beaucoup plus faible, les électrons ne seraient pas maintenus autour du noyau de l’atome. ‘ Cela serait-​il gênant ? ’ demanderont certains. Oui, car alors les atomes ne pourraient pas se combiner pour former des molécules. Inversement, si la force électromagnétique était beaucoup plus forte, les électrons seraient capturés par le noyau de l’atome, ce qui interdirait toute réaction chimique entre les atomes et donc toute vie. Ainsi, il est clair que la vie en général, et notre existence en particulier, dépendent du réglage précis de la force électromagnétique.

 Voyons ce qui se passe à l’échelle cosmique : Une légère différence d’intensité de la force électromagnétique aurait des conséquences sur l’activité solaire et donc sur la lumière qui atteint la terre, ce qui rendrait la photosynthèse difficile, voire impossible. Elle priverait également l’eau de ses propriétés si particulières qui la rendent indispensable à la vie. Là encore, donc, c’est le réglage précis de la force électromagnétique qui fait la différence entre la présence et l’absence de vie.

Un autre facteur tout aussi essentiel est l’intensité de la force électromagnétique par rapport aux trois autres forces. Des physiciens ont calculé qu’elle est 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (10⁠⁴⁰) de fois plus forte que la gravitation. Il peut sembler insignifiant d’ajouter un zéro à ce nombre (10⁠⁴¹). Mais cela voudrait dire que la gravitation serait alors proportionnellement plus faible ; le professeur Reinhard Breuer explique ce qui en résulterait : “ Avec une gravitation plus basse, les étoiles seraient plus petites, et la pression de gravitation interne ne porterait pas la température assez haut pour permettre les réactions de fusion nucléaire. Conséquence : le soleil ne pourrait pas briller. ” Vous imaginez sans peine ce que cela signifierait pour nous.

Qu’en serait-​il si l’on amputait ce nombre d’un zéro (10⁠³⁹), autrement dit si la gravitation était proportionnellement plus forte ? Selon le professeur Breuer, “ une modification aussi infime suffirait à réduire considérablement la durée de vie d’une étoile comme le soleil ”. D’autres scientifiques pensent que ce réglage serait encore plus précis.

Le soleil appartient à une catégorie d’étoiles qui présentent deux caractéristiques remarquables : elles brûlent longtemps et elles sont stables. Prenons un exemple simple : Pour qu’un moteur de voiture fonctionne bien, il faut que le carburant et l’air soient mélangés  dans des proportions précises ; aussi les ingénieurs conçoivent-​ils des mécanismes et des systèmes informatiques sophistiqués pour en optimiser les performances. S’il en est ainsi pour un simple moteur, que dire du rendement des “ chaudières ” que sont les étoiles comme notre soleil ? Les principales forces à l’œuvre sont ajustées avec une grande précision, réglées idéalement pour permettre la vie. Cette précision est-​elle le simple fait du hasard ? Un jour, les questions suivantes ont été posées à Job, un homme de l’Antiquité : “ Sais-​tu à quelles lois le ciel doit obéir ? Est-​ce à toi de régler leur action sur la terre ? ” (Job 38:33, La Bible en français courant). La main de l’homme n’est pas intervenue en cela. Dès lors, d’où vient une telle précision ?

 Les deux forces nucléaires

La structure de l’univers ne dépend pas seulement du bon réglage de la gravitation et de la force électromagnétique. Deux autres forces physiques interviennent dans notre vie.

Ces deux forces s’exercent à l’intérieur du noyau des atomes ; elles témoignent éloquemment d’un dessein réfléchi. Considérons l’interaction forte, qui lie entre eux les protons et les neutrons dans le noyau des atomes. Cette cohésion permet la formation de divers éléments : certains légers, comme l’hélium et l’oxygène, d’autres lourds, comme l’or et le plomb. Il semble que, si cette force de cohésion était seulement 2 % plus faible, seul l’hydrogène existerait. À l’inverse, si elle était un tant soit peu plus forte, seuls les éléments plus lourds seraient présents, mais pas l’hydrogène. Cela affecterait-​il notre vie ? En fait, sans l’hydrogène, le soleil serait privé du carburant qui lui permet de produire l’énergie indispensable à la vie. Par ailleurs, nous n’aurions évidemment ni eau ni  nourriture, puisque l’hydrogène en est une composante de base.

La quatrième force, l’interaction faible, régit la désintégration radioactive. Elle intervient également sur l’activité thermonucléaire du soleil. ‘ Est-​elle réglée avec précision ? ’ vous demandez-​vous peut-être. Laissons répondre le mathématicien et physicien Freeman Dyson : “ [L’interaction faible] est un million de fois plus faible que la force nucléaire. Elle est juste assez faible pour que l’hydrogène du soleil brûle à une vitesse lente et régulière. Si cette interaction était beaucoup plus faible ou beaucoup plus forte, là encore toute forme de vie dépendant d’une étoile comme le soleil n’aurait pu voir le jour. ” Ainsi, la vitesse de combustion du soleil est exactement celle qu’il faut pour chauffer la terre sans la carboniser, et nous maintenir en vie.

Les hommes de science pensent également que l’interaction faible joue un rôle dans les explosions de supernovæ, qu’ils tiennent pour le mécanisme de fabrication et de diffusion de la plupart des éléments chimiques. “ Si ces forces nucléaires étaient de quelque façon légèrement différentes de ce qu’elles sont, les étoiles seraient incapables de fabriquer les éléments dont vous et moi sommes composés ”, explique le physicien John Polkinghorne.

On pourrait dire encore beaucoup de choses, mais sans doute avez-​vous compris l’essentiel : ces quatre forces fondamentales sont ajustées avec une précision stupéfiante. “ Tout autour de nous, nous semblons voir la preuve que la nature a fait le meilleur choix ”, a écrit le professeur Paul Davies. C’est en effet au réglage précis des forces fondamentales que tiennent l’existence et l’activité de notre soleil, de notre magnifique planète avec son eau indispensable à la vie, de notre atmosphère tout aussi vitale et d’une vaste gamme de précieux éléments chimiques terrestres. Mais demandez-​vous : ‘ Comment expliquer une telle précision, et d’où vient-​elle ? ’

 Les caractéristiques idéales de la terre

Notre existence requiert de la précision dans d’autres domaines. Considérons, par exemple, les dimensions de la terre et sa position par rapport au reste du système solaire. Dans le livre de Job, la Bible pose ces questions qui nous appellent à l’humilité : “ Où étais-​tu quand j’ai fondé la terre ? [...] Qui en a fixé les mesures, si tu le sais ? ” (Job 38:4, 5). Jamais ces interrogations n’ont été aussi pertinentes compte tenu des faits étonnants qui ont été découverts concernant la terre, en particulier sa taille et sa position dans le système solaire.

Les astronomes n’ont trouvé aucune planète comparable à la terre ailleurs dans l’univers. Des observations indirectes semblent bien indiquer que des objets des centaines de fois plus gros que notre globe gravitent autour de certaines étoiles, mais la terre a exactement le volume qu’il faut pour permettre notre existence. En quel sens ? Un peu plus volumineuse, elle aurait une gravitation plus forte, si bien que l’hydrogène, qui est un gaz léger, ne pourrait échapper à son attraction et s’accumulerait à sa surface. L’atmosphère serait alors incompatible avec la vie. Si la terre était, au contraire, un peu plus petite, l’oxygène indispensable à la vie s’échapperait et l’eau en surface s’évaporerait. Dans un cas comme dans l’autre, la vie humaine serait impossible.

 La terre est également située à une distance idéale du soleil, condition sans laquelle la vie ne pourrait prospérer. L’astronome John Barrow et le mathématicien Frank Tipler ont étudié “ le rapport du rayon de la Terre à la distance du Soleil ”. Ils sont arrivés à la conclusion que, “ si ce rapport différait légèrement de ce que montrent les observations ”, la vie humaine n’existerait pas. Le professeur David Block a écrit : “ Les calculs montrent que si la terre était située seulement 5 % plus près du soleil, un brutal effet de serre [réchauffement excessif de la terre] se serait produit il y a environ 4 milliards d’années. D’un autre côté, si la terre était placée seulement 1 % plus loin du soleil, une violente glaciation [une grande partie du globe recouverte par d’immenses couches de glace] aurait eu lieu il y a quelque 2 milliards d’années. ” — Our Universe : Accident or Design ?

Ajoutons à cela que la terre tourne autour de son axe une fois par jour, vitesse idéale pour jouir de températures modérées. En comparaison, Vénus met 243 jours à accomplir sa rotation. Imaginez ce qui se passerait si la terre était aussi lente ! La longueur des jours et des nuits générerait des températures extrêmes auxquelles nous ne pourrions survivre.

Parlons d’un autre détail essentiel : la course de la terre autour du soleil. Les comètes décrivent une large trajectoire elliptique. Ce n’est pas, fort heureusement, le cas de la terre, dont l’orbite presque circulaire nous évite de subir, là encore, d’énormes écarts de température qui nous seraient fatals.

Un mot également sur la position du système solaire. S’il se trouvait plus près du centre de la Voie lactée, l’effet gravitationnel des étoiles voisines perturberait l’orbite de la terre. Si le système solaire était placé tout au bord de la galaxie, le ciel nocturne serait pour ainsi dire dépourvu d’étoiles. Le scintillement des étoiles n’est  certes pas indispensable à la vie, mais ne rend-​il pas nos nuits infiniment plus belles ? Par ailleurs, sur la base de leurs connaissances actuelles de l’univers, les savants ont calculé qu’aux bords de la Voie lactée il n’y aurait pas eu suffisamment d’éléments chimiques pour former un système solaire comme le nôtre *.

Loi et ordre

Par expérience personnelle, sans doute savez-​vous que toute chose tend vers le désordre. Comme peut le constater quiconque a une maison, tout ce qu’on laisse sans soin a tendance à se détériorer ou à se décomposer.  Les scientifiques appellent ce phénomène “ la seconde loi de la thermodynamique ”, et nous en vérifions les effets tous les jours. Reléguez une voiture ou une bicyclette neuve dans un coin, et elle deviendra un morceau de ferraille. Abandonnez une maison, et elle tombera en ruine. Qu’en est-​il de l’univers ? Lui aussi est soumis à cette loi. Vous pourriez donc penser que l’ordre existant dans tout l’univers devait à la longue céder le pas au désordre total.

Or, il semble que ce ne soit pas le cas, comme l’a découvert le mathématicien Roger Penrose en étudiant l’état de désordre (ou entropie) de l’univers observable. Une interprétation logique de ces découvertes amène à la conclusion que l’univers était dans un état ordonné à son début et qu’il est resté extrêmement organisé. L’astrophysicien Alan Lightman a fait remarquer que les scientifiques “ trouvent curieux que l’univers ait été créé dans un état aussi hautement ordonné ”, ajoutant qu’“ aucune théorie cosmologique concluante ne pourra se dispenser en dernier lieu d’expliquer ce problème d’entropie ”, de dire pourquoi l’univers n’est pas devenu chaotique.

En fait, notre existence va à l’encontre de cette loi reconnue. Dès lors, comment se fait-​il que nous soyons en vie sur terre ? Comme nous l’avons déjà dit, il s’agit là d’une question essentielle à laquelle nous devrions vouloir une réponse.

[Notes]

[Encadré, page 15]

Compter les étoiles...

On estime qu’il y a plus de 100 000 000 000 (100 milliards) d’étoiles dans la Voie lactée. Dans une encyclopédie qui consacrerait une page par étoile, le soleil et l’ensemble du système solaire n’occuperaient qu’une page. Combien de volumes faudrait-​il pour la totalité des étoiles de la Voie lactée ?

En prenant des volumes d’épaisseur raisonnable, on a évalué que les 412 kilomètres de rayonnages de la bibliothèque municipale de New York n’y suffiraient pas !

Combien de temps faudrait-​il pour les feuilleter ? Le faire “ à raison d’une page par seconde prendrait plus de dix mille ans ”, répond le livre La nuit du temps. Or, les étoiles de notre galaxie ne constituent qu’une petite fraction des étoiles disséminées dans les quelque 50 000 000 000 (50 milliards) de galaxies que compterait l’univers. Il n’y aurait pas assez de tous les rayonnages des bibliothèques de la terre pour contenir les volumes d’une encyclopédie qui consacrerait une page à chaque étoile de l’univers. “ Plus long nous en savons sur l’Univers, dit l’ouvrage précité, plus nous réalisons combien nous en savons peu. ”

[Encadré, page 16]

Robert Jastrow : à propos du Commencement

Robert Jastrow, professeur d’astronomie et de géologie à l’Université Columbia, a écrit : “ Rares sont les astronomes qui auraient pu prédire que cet événement — la naissance soudaine de l’univers — deviendrait un fait scientifique prouvé, mais l’observation des cieux grâce aux télescopes les a contraints à arriver à cette conclusion. ”

Suivent ces remarques sur ce que cela implique : “ La preuve astronomique d’un Commencement place les savants dans une position assez ambiguë, car ils croient que tout effet a une cause naturelle [...]. L’astronome anglais E. A. Milne a pu ainsi écrire : ‘ Nous ne pouvons faire aucune proposition relative à l’état des choses [au commencement] ; dans l’acte divin de la Création, Dieu n’apparaît jamais et n’est jamais observé. ’ ” — Au-delà du cerveau.

[Encadré, page 17]

Quatre forces physiques fondamentales

1. La gravitation : une force très faible à l’échelle atomique. Elle affecte les objets volumineux, tels que les planètes, les étoiles, les galaxies.

2. L’électromagnétisme : principale force d’attraction entre protons et électrons, elle permet la formation des molécules. La foudre est une de ses manifestations.

3. L’interaction forte : la force qui lie ensemble les protons et les neutrons dans le noyau des atomes.

4. L’interaction faible : la force qui régit la désintégration des éléments radioactifs et assure l’efficacité de l’activité thermonucléaire du soleil.

[Encadré, page 20]

“ Accumulation de coïncidences ”

“ Si l’interaction faible était légèrement plus forte, la production d’hélium n’aurait pu se faire ; si elle était légèrement plus faible, presque tout l’hydrogène se serait converti en hélium. ”

“ La marge pour un univers dans lequel il y ait en même temps un peu d’hélium et des supernovæ qui explosent est très étroite. Notre existence dépend de cette accumulation de coïncidences et de la coïncidence encore plus spectaculaire des niveaux d’énergie nucléaire prédits par [l’astronome Fred] Hoyle. À la différence de toutes les générations qui nous ont précédés, nous savons comment nous sommes venus à l’existence. Mais comme toutes les générations qui nous ont précédés, nous ne savons toujours pas pourquoi. ” — New Scientist.

[Encadré, page 22]

“ Les conditions particulières qui règnent sur la terre du fait de sa taille idéale, des éléments qui y sont présents et de son orbite quasi circulaire à une distance parfaite d’une étoile à vie longue, le soleil, ont permis l’accumulation d’eau à sa surface. ” (Integrated Principles of Zoology, 7^e édition). Sans eau, la vie n’aurait pas pu apparaître sur terre.

[Encadré, page 24]

Croire uniquement ce que l’on voit ?

Nombre d’esprits rationnels acceptent l’existence de choses qu’ils ne peuvent pourtant pas voir. En janvier 1997, la revue Discover a signalé que des astronomes avaient détecté ce qu’ils pensent être une douzaine de planètes en orbite autour d’étoiles lointaines.

“ À ce jour, les nouvelles planètes sont connues uniquement par les perturbations que leur gravitation induit sur le déplacement des étoiles autour desquelles elles gravitent. ” C’est donc sur les effets visibles de la gravitation que les astronomes ont fondé leur croyance en l’existence de corps célestes qu’ils ne voyaient pas.

Ils ont estimé qu’à défaut d’une observation directe, des phénomènes annexes constituaient une base suffisante pour accepter ce qui était pourtant invisible. Beaucoup de gens qui croient en l’existence d’un Créateur s’appuient sur un fondement similaire pour accepter ce qu’ils ne peuvent pas voir.

[Encadré, page 25]

Sir Fred Hoyle a écrit : “ Pour éviter le problème de la création, il faudrait que toute la matière de l’Univers soit infiniment vieille, ce qui est impossible [...]. L’hydrogène est régulièrement converti en hélium et autres éléments [...]. Comment se fait-​il alors que l’Univers soit constitué presque uniquement d’hydrogène ? Si la matière était infiniment vieille ce serait absolument impossible. Nous voyons donc que, l’Univers étant ce qu’il est, nous ne pouvons pas esquiver le problème de la création. ” — La nature de l’Univers.

[Illustration, pages 12, 13]

Comme l’illustre cette image de la galaxie spirale NGC 5236, le soleil (petit carré) est insignifiant dans la Voie lactée.

La Voie lactée contient plus de 100 milliards d’étoiles, et elle n’est qu’une des plus de 50 milliards de galaxies de l’univers connu.

[Illustrations, page 14]

L’astronome Edwin Hubble (1889-​1953) a découvert que la lumière provenant de galaxies lointaines se décale vers le rouge, preuve que l’univers est en expansion et qu’il a donc eu un commencement.

[Illustrations, page 19]

Le réglage très précis des forces qui régissent l’activité solaire permet à la terre de connaître des conditions idéales pour la vie.