Un an après l'incident technique qui avait provoqué sa fermeture en septembre 2008, le LHC (Large Hadron Collider) le fameux collisionneur de hadrons du CERN a commencé à se remettre en route. Les premières particules (ions et protons) ont même fait leur entrée, il y quelques jours, dans le gigantesque circuit fermé (27 kilomètres de diamètre) de l'installation où leurs collisions devraient donner quelques précieuses indications sur la validité des théories physiques qui se multiplient ces dernières années. Mais tout n'est pas rose, non plus, dans une communauté scientifique où se mêlent la crainte, l'espoir, le réalisme et l'angoisse face aux défis que peut générer le LHC.

Sauveur ou bourreau?

Comme s'il s'agissait d'un scénario de science fiction, les théories les plus folles et les plus romanesques circulent (souvent sur la toile) sur les dangers de cette pharaonique installation. Une nouvelle version de la théorie du complot mais qui ne nait pas, cette fois, de l'imaginaire de personnes désinformées ou de célébrités engagées mais de la plume de quelques spécialistes en la matière. Ce fut déjà le cas peu avant l'ouverture du LHC, en 2008, quand deux scientifiques américains dénoncèrent le CERN (devant un tribunal d'Hawai) en prétendant qu'il pouvait créer un dangereux trou noir.

C'est au tour maintenant de Holger Nielsen, chercheur à l'institut Niels Bohr de Copenhague, et Masao Ninomiya, de l'institut de physique théorique de l'université de Kyoto, d'affirmer qu'il serait possible que des informations venant du futur arrivent dans le présent pour faire tomber en panne le LHC et empêcher la découverte du Boson de Higgs. Des hypothèses qui semblent farfelues mais qui s'appuient sur des théories parfaitement scientifiques (l'univers sans bords de Hawking) pour expliquer que la nature a tellement horreur du boson qu'elle casse toutes les machines capables de le découvrir. Cela expliquerait aussi, selon eux, la fermeture d'un projet similaire d'accélérateur aux Etats-Unis en 1993 ainsi que les pannes à répétitions qu'a subi le LHC depuis son ouverture. En effet, les physiciens travaillent depuis longtemps avec un modèle, appelé modèle standard, qui décrit parfaitement le fonctionnement des particules microscopiques. Mais ce paradigme prédit aussi l'existence d'une particule, appelée boson de Higgs, qui «investit» toutes les particules de leur masse et dont la détection est prioritaire pour le LHC. Mais ce n'est pas le seul objectif. La mise en évidence de la super symétrie, la détection de dimensions supplémentaire ou l'explication du surplus de matière sur l'antimatière sont d'autres résultats attendus...

Wells ou pas Wells?

On voit donc que la physique se trouve à un tournant théorique et que le LHC se présente comme le parfait instrument de confirmation pratique. Rien de mieux, pour y voir plus clair sur les attentes et les spéculations que produit le collisionneur, que de demander directement à Etienne Klein, physicien au CEA (Commissariat à l'Energie Atomique), enseignant à l'école centrale à Paris et un des divulgateurs scientifique (Petit voyage dans le monde des quanta ou Les tactiques de Chronos) les plus réputés de France.

Comme tout chercheur, et bon lecteur de Popper, Klein affirme qu'il ne «peut pas dire que ce n'est pas possible. Il y a des gens qui envisagent ce genre de choses». «Il y tellement d'idées en physique, il y tellement de conjectures qui vont au delà de ce qu'on a pu observer (...) qu'il y a une prolifération de modèles et, parmi eux, il y en a qui envisagent la téléportation temporelle du futur vers le passé (ou le présent)». Cela voudrait-il dire qu'il est possible que nos compagnons du futur soient en train d'essayer de saboter les expériences que les scientifiques veulent mener? Non, répond Klein pour qui il existe trop de «paradoxes logiques et de difficultés conceptuelles» à une telle théorie.

«La machine à la Wells, qui remonte un temps newtonien et qui se déplace le long du temps cosmologique depuis le Big Bang jusqu'à nos jours à volonté, cela n'est pas possible», explique-t-il. La relativité et l'antimatière excluent, en principe, cette hypothèse car leur existence semble confirmer le bon fonctionnement de ce que l'on appelle le principe de causalité. Cette loi physique, qui parait assez évidente, explique que si un phénomène (la cause) produit un autre phénomène (l'effet), alors l'effet ne peut précéder la cause. En clair, la télé ne peut pas s'allumer avant d'avoir appuyé sur la télécommande et les boules de billard ne peuvent se disperser avant de se heurter.

Or c'est bien là le problème qui se présente souvent dans les scénarios impliquant un voyage temporel. L'exemple le plus connu est, sans doute, l'assassinat dans le passé du père par son fils ce qui provoquerait...l'impossibilité de l'existence de ce même meurtrier. Le père serait alors en quelque sorte vivant et mort...à la fois.

C'est donc le bon sens qui semble nier ces paradoxes. De plus, si cette machine était possible, on ne comprendrait pas vraiment pourquoi elle n'est pas déjà parmi nous, étant donné que les humains du futur (ayant découvert et construit l'engin) pourrait revenir à souhait dans notre époque. Paradoxalement, une machine à remonter le temps semble être donc une invention intemporelle ou éternelle.

Qu'est ce que voyager dans le temps?

Pour autant, il existe d'autres formes de voyages dans le temps qui pourraient être possible. Dans le cadre de la gravité quantique, c'est-à-dire cette partie de la physique qui étudie les particules microscopiques (comme au LHC), «on a du mal à exclure des solutions d'équations qui correspondent à des boucles spatio-temporelles» admet Etienne Klein. «Les machines à remonter le temps dont on pourrait parler en l'occurrence, qui vivrait une sorte de temps cyclique, sont des particules» explique le physicien. C'est la théorie des scientifiques danois et japonais qui ne pensent pas que des hommes retournent vers leur passé mais plutôt que des informations infiniment petites voyagent dans le temps.

Mais il y a des solutions plus surprenantes. Non pas des voyages dans son propre passé ou futur, comme on le pense souvent, mais des voyages dans le futur d'autrui. Surprenant, n'est-ce pas? Pas tant que ça. En effet, une des conséquences de la théorie de la relativité d'Einstein est qu'il y a autant de temps différents qu'il y a d'observateurs. En ce sens, le fameux scientifique pensait que chacun avait son espace temps individuel, appelé univers bloc, qui nous est donné de toute éternité. «L'espace temps est non temporel, il est statique, il a toujours été là» explique Klein et «c'est nous, observateurs, qui suivons dans cet espace temps nos lignes d'univers et créons l'impression que nous avons que le temps passe». Comme quand on est dans un train, et qu'on pense que le paysage défile mais, en fait, c'est notre mouvement qui le fait défiler. Dans ce cas là, l'impossibilité des voyages dans le temps est lié au fait que notre trajectoire dans l'espace temps est unidirectionnelle.

Mais, comme chacun a un espace temps propre et que celui-ci dépend de l'observateur, il est possible en théorie de voyager dans le temps futur d'autrui. Le temps ne passe pas de la même façon pour tout le monde. C'est le célèbre paradoxe des jumeaux. L'histoire de deux jumeaux dont l'un est envoyé dans l'espace dans une navette qui va à une vitesse proche de celle de la lumière pour revenir sur terre quelques années après. Dans cette expérience de pensée, à son retour le voyageur sera plus jeune que son jumeau car, en quelque sorte, il a voyagé dans le futur de son frère. Plus précisément, en se déplaçant l'un par rapport à l'autre, les deux temps se désynchroniserait et l'astronaute aurai vécu (dans le temps de son frère), un temps plus long. Une autre manière de voyager dans le temps qui n'est pas celle de la machine classique mais celle du temps flexible et relatif.

Heureux qui comme... ?

On ne compte plus les films, séries ou livres qui rêvent d'une telle possibilité. Mais d'où née cette fascination pour les changements d'époque? «Finalement c'est la question de la mort, du vieillissement, de sa propre histoire qui est posée là», répond Klein. «Tout le monde, en regardant en arrière, a l'impression d'avoir raté des occasions ou d'avoir commis des erreurs». Le voyage temporel apparait alors comme un moyen fantasmé de revivre une nouvelle vie (si le choix est le passé) ou de donner un sens à son existence (si c'est le futur). Des enjeux problématiques sur lesquelles se centre aussi la psychanalyse, comme le rappelle le physicien. Ces voyages posent des questions essentielles sur l'identité, les rêves et les peurs de chacun de nous. En ce sens, ils sont un très bon reflet de l'inconscient collectif de notre époque.

Ainsi, en imaginant que cela soit possible, y-aurait-il vraiment beaucoup de volontaires pour tenter trajet? Pas sûr, répond Klein, pour qui «un voyage dans le temps doit relever du cauchemar». En ce qui concerne le passé, le manque de commodités et les difficultés pour s'intégrer à une autre époque semble être des raisons suffisantes pour refroidir les possibles ardeurs. Mais, en ce qui concerne le futur, le constat est encore plus saisissant. Comme l'explique Klein, dans sa jeunesse «tous les magazines parlaient de l'an 2000», on expliquait «comment on allait voyager, ce qu'on allait manger; on dessinait les villes dans les revues». «Il y avait une représentation préalable de l'an 2000. (...) Et ce que je remarque c'est que ce travail n'est plus jamais fait. Plus personne ne fait de prospectives sur 2050. Car à chaque fois que l'on extrapole les tendances d'aujourd'hui on aboutit à des catastrophes, soit démographiques, soit climatiques, soit énergétiques», remarque très justement le scientifique. Une forme de régression qui ramène l'Age d'Or dans le passé alors que les Lumières l'avait placé dans le futur. Dans ce contexte, la question pourrait aussi bien être: veut-on voyager dans le temps?

Quoi qu'il en soit, pour cela il faudra que le LHC apporte les solutions que toute la communauté scientifique attend de lui. Comme le rappelle Klein, on se trouve face à «une panne de libido pour la science» et pour la réactiver il faudrait faire des découvertes qui offrent de nouvelles perspectives. «Pas seulement le Boson de Higgs mais (...) la super symétrie ou une nouvelle dimension d'espace temps» pour créer une excitation colossale. Et peut-être découvrir le secret du voyage dans le temps. Mais pour cela il faudra encore attendre...un petit bout de temps.

Aurélien le Genissel

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Le Grand Collisionneur de Hadrons (LHC) sera relancé ces prochains jours au CERN 21.02.2010 17:26 Le CERN a annoncé dimanche que le Grand Collisionneur de Hadrons, le LHC, serait remis en marche dans les prochains jours. Enfoui à 100m sous terre près de Genève, l'accélérateur de particules le plus puissant du monde avait été relancé en novembre 2009 après 14 mois d'arrêt. Il avait ensuite été mis en veille en décembre en vue de collisions plus puissantes et du lancement du programme de recherche principal ce mois-ci. (SWISS TXT)