Make this article seo compatible,Let there be subheadings for the article, be in french, create at least 700 wordsjeIl est difficile de se réconcilier avec l’échelle de l’espace : des centaines de milliards d’étoiles dans notre galaxie et, au minimum, des billions de galaxies dans l’univers. Mais pour un cosmologiste, il y a quelque chose d’encore plus intrigant que les nombres époustouflants eux-mêmes, à savoir comment toutes ces étoiles et galaxies ont été créées sur une période de 13,8 milliards d’années. C’est l’aventure préhistorique ultime. La vie ne peut pas évoluer sans planète, les planètes ne se forment pas sans étoiles, les étoiles doivent être bercées dans des galaxies, et les galaxies n’existeraient pas sans un univers richement structuré pour les soutenir. Nos origines sont écrites dans le ciel, et nous apprenons juste à les lire.Il semblait autrefois que, malgré toute son immensité, le cosmos pouvait être compris par l’application d’un petit nombre de lois physiques rigides. Newton a résumé cette idée en montrant comment les pommes tombant des arbres et les orbites planétaires autour de notre soleil proviennent de la même force, la gravité. Ce type d’unification radicale des phénomènes terrestres et célestes survit dans l’enseignement moderne : toutes les innombrables molécules, atomes et particules subatomiques de l’univers sont censées obéir au même ensemble de lois. La plupart des preuves suggèrent que cette hypothèse est vraie, il devrait donc s’ensuivre que le perfectionnement de notre compréhension de ces lois résoudra toutes les questions restantes sur l’histoire cosmique.Pourtant, c’est une erreur logique. Même si nous imaginons que l’humanité découvrira finalement une « théorie du tout » couvrant toutes les particules et forces individuelles, la valeur explicative de cette théorie pour l’univers dans son ensemble sera probablement marginale. Au cours du XXe siècle, alors même que la physique des particules révélait les secrets des atomes, il est devenu clair que le comportement au niveau macro ne peut être compris en se concentrant exclusivement sur des objets individuels.Les insectes sociaux ici sur Terre fournissent un exemple utile. Les fourmis militaires, par exemple, pullulent pour localiser des colonies de proies plus petites, qu’elles dévorent ensuite. En essaimant, ils accomplissent des exploits extraordinaires de coopération, utilisant leur corps pour aplanir le terrain, ou même pour construire des ponts sur un terrain accidenté.Aux yeux de l’homme, le comportement collectif des fourmis pourrait suggérer qu’un cadre au sein du nid formule des stratégies pour atteindre efficacement les proies, mais il n’y a pas de tel décideur. Il n’y a que des fourmis solitaires, qui suivent des règles simples et immuables, comme rejoindre un pont de fourmis s’il y a beaucoup d’individus qui poussent derrière et quitter la structure si personne d’autre ne rampe. La sophistication émerge du grand nombre d’individus qui suivent ces règles. Comme l’a dit le physicien Philip W Anderson : « Plus c’est différent ».Le système solaire, apparemment la quintessence de la prévisibilité mécanique, a un avenir incertain à long terme pour cette raison. Isolément, une seule planète autour d’une seule étoile orbiterait indéfiniment, mais en réalité, il y a plusieurs planètes et chacune tire, bien que très subtilement, sur les autres. Au fil du temps, une série de petits coups de coude peut produire un effet majeur, qui nécessite une quantité excessive de calculs à prévoir.Dans une certaine mesure, les ordinateurs peuvent relever ce défi en simulant le résultat collectif en additionnant les influences individuelles à l’aide d’une arithmétique rapide et fiable. Le problème est que les simulations sont en désaccord les unes avec les autres. Certains prédisent que le système solaire est stable malgré les coups de coude continuels, tandis que d’autres suggèrent que dans quelques milliards d’années, Mercure pourrait être entraîné sur une trajectoire de collision avec Vénus, voire éjecté dans l’espace lointain.Les simulations du système solaire ne sont pas d’accord car aucun calcul ne peut parfaitement rendre compte de toutes les influences, et même le plus petit désaccord sur les coups de pouce individuels conduit finalement à un résultat complètement différent. C’est un exemple du phénomène connu sous le nom de chaos, et c’est à la fois excitant et inquiétant. Excitant, car il montre que les systèmes planétaires peuvent présenter des comportements beaucoup plus riches que ne le suggère la loi froide et sans vie de la gravité. Inquiétant, car si même le système solaire est chaotique et imprévisible, nous pourrions craindre que tenter de comprendre l’univers plus large soit une entreprise vouée à l’échec.Si même le système solaire est imprévisible, tenter de comprendre l’univers plus large peut sembler une entreprise vouée à l’échecConsidérez les galaxies, en moyenne des dizaines de millions de fois plus étendues que le système solaire, et extrêmement variées dans leurs formes, leurs couleurs et leurs tailles. Comprendre comment les galaxies sont devenues si diverses nécessite, au minimum, que nous sachions comment et où les étoiles se sont formées en leur sein. Cependant, la formation d’étoiles est un processus chaotique dans lequel des nuages diffus d’hydrogène et d’hélium se condensent lentement sous l’effet de la gravité, et aucun ordinateur n’est capable de suivre tous les atomes requis (il y a environ 1057 sous notre seul soleil). Même si le calcul était faisable, le chaos magnifierait de façon exponentielle les moindres incertitudes, nous interdisant d’obtenir une réponse définitive. Si nous étions stricts en nous en tenant aux lois traditionnelles de la physique comme explication des galaxies, voici la fin du chemin.Pour tenir à l’intérieur des ordinateurs, une simulation de la formation d’une galaxie doit regrouper un grand nombre de molécules, décrivant comment elles se déplacent en masse, se poussent les unes sur les autres, transportent de l’énergie, réagissent à la lumière et aux radiations, etc., le tout sans référence explicite aux innombrables individus à l’intérieur. Cela nous oblige à être créatifs, à trouver des moyens de décrire l’essence de nombreux processus différents, permettant une gamme de résultats sans être obsédé par les détails, qui sont de toute façon inconnaissables. Nos simulations reposent nécessairement sur des extrapolations, des compromis et des spéculations tous azimuts développés par des experts. Les parties incertaines ne couvrent pas seulement les étoiles, mais aussi les trous noirs, les champs magnétiques, les rayons cosmiques et la «matière noire» et «l’énergie noire» encore à comprendre qui régissent apparemment la structure globale de l’univers.Cela n’aboutira jamais à une réplique numérique littérale de l’univers que nous habitons. Une telle recréation est tout aussi impossible qu’une prévision précise de l’avenir du système solaire. Mais les simulations basées même sur des descriptions vagues et les meilleures suppositions peuvent servir de guide, suggérant comment les galaxies ont pu évoluer au fil du temps, nous permettant d’interpréter les résultats de télescopes de plus en plus sophistiqués, nous guidant sur la façon d’en apprendre davantage.En fin de compte, les galaxies ressemblent moins à des machines qu’à des animaux – vaguement compréhensibles, enrichissantes à étudier, mais seulement partiellement prévisibles. Accepter cela nécessite un changement de perspective, mais cela rend notre vision de l’univers d’autant plus riche. Le professeur Andrew Pontzen est l’auteur de The Universe in a Box: A New Cosmic History (Jonathan Cape). Cet article a été modifié le 24 juillet 2023. Une version antérieure indiquait que le nombre d’atomes dans le soleil était « d’environ 1057 », au lieu de 1057.Lectures complémentairesLa fin de tout par Katie Mack (Penguin, 9,99 £)Simuler le cosmos par Romeel Davé (Reaktion, 15,95 £)Le cosmos désordonné de Chanda Prescod-Weinstein (PublicAffairs, 13,99 £)
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