Synthèse Une brève histoire du temps

Une brève histoire du temps

Stephen Hawking est un physicien théoricien et cosmologiste Britannique. Il a fortement contribué dans les domaines de la cosmologie et la gravité quantique, en particulier dans le cadre des trous noirs. Il a notamment collaboré avec Roger Penrose, sur l'élaboration des théorèmes sur les singularités dans le cadre de la relativité générale, et la prédiction théorique que les trous noirs devraient émettre ce qui est aujourd'hui connu sous le nom de rayonnement de Hawking.

“NOTRE VISION DE L’UNIVERS”

Dans ce premier chapitre, Hawking expose la vision de l’univers à travers différentes théories et expose leurs évolutions à travers les siècles. Au début de ce chapitre Hawking expose avec un brin d’humour que toutes les théories se valent (“En réalité, le monde est plat et posé sur le dos d’une tortue géante" p13).

Hawking commence son discours avec la théorie d’Aristote qui avance des arguments en faveur d’une terre sphérique et non plate. Ces arguments sont les suivants: Durant les éclipses l’ombre projetée de la terre sur la lune est toujours ronde, d’autre part Aristote se base sur l’observation des Grec qui consiste à se baser sur l'étoile Polaire puis de calculer approximativement la circonférence de la terre.

Hawking poursuit avec le système cosmologique de Ptolémée qui est dans le prolongement de l'idée soutenu par Aristote, d’une Terre qui serait le centre de l’Univers. Ptolémée avait conscience des quelques incohérences de son système, mais ce dernier a su plaire à l'Eglise Chrétienne.

Une alternative plus simple au système de Ptolémée fut proposée en 1514 par Copernic. Elle ne fut reconnue qu’un siècle plus tard par Galilée et Kepler. Cette hypothèse fut modifiée par Johannes Kepler qui a décrit la trajectoire des planètes comme des ellipses et non plus comme des cercles.

Dans “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica”, Newton propose la loi de la gravitation, selon laquelle tout corps dans l’univers est attiré par tout autre corps selon une force d’autant plus grande que les corps sont plus massifs et plus proches. Cette loi expliquerait le mouvement elliptique de la Lune autour de la Terre et des planètes autour du soleil.

Hawking évoque également la question de la création de l’Univers à travers les religions. “Selon la tradition juive, chrétienne et musulmane, l’Univers est né a un instant donné, dans un passé pas très éloigné.”.

Pour Kant il existe autant d'arguments irréfutables en faveur de la thèse d’un Univers ayant commencé un jour que pour la thèse d’un Univers qui existerait depuis toujours. Ces éléments contradictoires Kant les nommas les “antinomies”.

Edwin Hubble a découvert que les objets n'avaient fait qu’un et qu’il ne faisait que de s'éloigner les uns des autres. Cette observation a donné du sens au Big Bang et par conséquent que le temps a commencé par le Big Bang.

Pour Hawking “L’ultime but de la science est de fournir une théorie unique qui décrive l’Univers dans son ensemble”

Aujourd'hui l’Univers est décrit à partir de deux théories, la relativité générale et la mécanique quantique. Ces deux théories sont incompatibles et ne peuvent être justes en même temps. Pour pallier ce problème, la recherche est tournée vers la recherche d’une nouvelle "théorie quantique de la gravitation”. Mais il reste encore du temps avant la réalisation totale de cette théorie.

Hawking décrit la seule solution comme étant le principe de sélection naturelle de Darwin. Il en conclut que les recherches actuelles ne sont plus nécessaires à notre survie, mais restent essentielles pour pallier cette soif de connaissance.

"L’espace et le temps”

Dans ce deuxième chapitre, Stephen Hawking s'appuie sur de nombreuses théories plus ou moins anciennes pour expliquer l'espace et le temps.

Dans un premier temps, Hawking date nos idées actuelles sur le mouvement des corps de Galilée et de Newton. Avant eux les hommes croyaient la vision aristotélicienne. Galilée reussi a démontré que cette vision n'était pas juste grâce à son expérience avec des billes, il démontra que chaque corps voit sa vitesse augmenter dans la même proportion quel que soit son poids.

Ces mesures furent utilisées par Newton pour la loi du mouvement. Cette loi fut explicité pour la première fois dans “Principia Mathematica” publié en 1687. “Lorsqu'un corps n’est soumis à aucune force, il continue à se déplacer en ligne droite à la même vitesse”. mais il est aussi question d’une accélération proportionnelle à l’intensité de la force.

De plus, Newton découvrit la loi de la force de gravité. “Tout corps attire tout autre corps selon une force proportionnelle à la masse de chacun des corps” et “plus les corps seront éloignés les uns des autres plus la force d’attraction sera faible”.

Hawking introduit la question du temps, avec la découverte de la vitesse de la lumière par l'astronome Ole Christensen Roemer en 1676.

Le physicien James Clerk Maxwell mit en place une théorie de la propagation de la lumière, il réussit à unifier les théories partielles. Cette théorie prédisait que les ondes radio ou lumineuses se propageraient à une certaine vitesse bien déterminée. Il a également été déterminé que les ondes lumineuses se propageraient à travers une substance présente partout s’appelant "l'éther".

En 1905 Albert Einstein fit remarquer que “toute idée d'éther était inutile pourvu que l'on veuille bien abandonner l'idée de temps absolue”.

C’est ainsi que Hawking nous dit que “seul la lumière ou d'autres phénomènes dénués de masse intrinsèque peuvent l’atteindre”.

La relativité a mis un terme à l'idée de temps absolue et par conséquent chaque observateur peut avoir sa propre mesure du temps.

Les cônes de lumière passée et future d’un événement P divisent l’espace temps en trois régions: le futur absolu, le passé absolu et l'ailleurs.

Durant de nombreuses années Einstein fit de nombreuses recherches pour trouver une théorie de la gravitation qui soit compatible avec la relativité restreinte. En 1915 il proposa la théorie de la relativité générale. Il avança que la gravitation était une conséquence du fait que l’espace-temps

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