L’Univers dans lequel nous vivons n’a pas encore révélé tous ses secrets.
De quoi est-il composé ?
Qu’est-ce que la matière noire ?
Quel est son devenir?
Ou encore, quelle en est sa forme ?
L’hypothèse de l’Univers chiffonné de Jean-Pierre Luminet tente de répondre à cette dernière question.

LA TOPOLOGIE DE L’UNIVERS

Si notre connaissance de l’Univers a connu des avancées spectaculaires depuis l’époque où les premiers hommes levaient les yeux vers le ciel, il n’en demeure pas moins que certaines questions fondamentales n’ont pas fini d’agiter la communauté scientifique. Astrophysicien à observatoire de Meudon et directeur de recherche au CNRS, Jean-Pierre Luminet, après avoir longtemps travaillé sur les trous noirs supermassifs et sur le Big Bang, s’est intéressé, à partir du milieu des années 1990, à la question délicate de la topologie de l’Univers. En mathématiques, la topologie est la science des formes. Publié en 2001 aux éditions Fayard. L’Univers chiffonné aborde donc la question de la forme de l’Univers et éventuellement de ses déformations. En vulgarisateur incroyablement habile, Jean-Pierre Luminet nous entraîne dans un véritable voyage dans l’Univers, faisant le point sur les connaissances actuelles et en nous proposant une hypothèse surprenante, donnant le titre à son ouvrage.

L’ESPACE COMME UN TORE

L’Univers chiffonné s’intéresse à la topologie de l’Univers. Est-il fini ou infini, creux ou recourbé? Ou possède-t-il une autre forme à laquelle nous n’aurions pas encore songé? La conception classique de l’espace, prêtant à grande échelle les propriétés de l’espace local qui nous entoure, n’est plus inappropriée. A grande distance et à grande vitesse. l’Univers ne respecte plus les règles des espaces euclidiens locaux. La relativité a fondamentalement changé la donne. L’espace est courbe et les géométries euclidiennes ne sont plus opérantes. En abordant une approche purement mathématique. les physiciens imaginent toutes sortes de formes que l’espace pourrait prendre, dans lesquelles la relativité serait respectée, mais où les propriétés purement spatiales deviennent déroutantes. L’espace pourrait, par exemple, avoir la forme d’un tore, sur lequel il n’y aurait plus un seul trajet entre deux points de l’espace, mais bien une multitude. C’est l’hypothèse faite par Luminet.

LES UNIVERS MULTICONNEXES

Jean-Pierre Luminet a cherché des alternatives à l’inflation pour expliquer les caractéristiques étonnantes de l’Univers en utilisant des univers topologiquement différents mais de taille finie plus petite que celle déduite des observations avec des modèles classiques d’univers. Selon lui, l’espace serait doté d’une « topologie » plus complexe correspondant à celle d’un espace dodécaédrique étudiée par Poincaré. La conséquence de cette approche, celle des univers multiconnexes,
c’est que notre Univers pourrait être fini, l’immensité du ciel devenant une illusion d’optique produite par la répétition de l’image de mêmes objets célestes, les rayons lumineux qui en émanent pouvant venir de multiples directions. Luminet évoque d’autres exemples d’univers avec topologie multiplement connexe, qu’il appelle univers chiffonnés, donnant lieu à des structures du rayonnement fossile différentes. Les observations du rayonnement fossile pourraient alors déterminer quelle est la bonne topologie.

UN OUVRAGE MULTIC0NNEXE

A l’image d’autres scientifiques comme Etienne Klein, Hubert Reeves ou plus récemment Alain Connes, Jean-Pierre Luminet prend un réel plaisir dans l’exercice de vulgarisation scientifique. La question qu’il aborde dans ce livre est particulièrement complexe et fait appel à des notions scientifiques très ardues. La construction même de son livre est ainsi à l’image de la question traitée et du chemin tortueux de la recherche en astrophysique et en cosmologie. Il n’y a rien de linéaire ici. L’auteur propose ainsi de multiples références à des textes disséminés un peu partout, à la manière de liens hypertextes, afin, par exemple, de se familiariser avec certains concepts mathématiques. Luminet s’amuse de cette construction arborescente et tortueuse qui permet au lecteur de se laisser entraîner ou non dans les entrailles des techniques mathématiques utilisées. Même si cela demande un véritable effort, le lecteur courageux ne pourra qu’en ressortir riche de nouvelles connaissances.

DES CONFIRMATIONS OBSERVATIONNELLES

Dès le début des années 2000, Jean-Pierre Luminet propose donc pour notre Univers une structure géométrique originale, celle d’un espace dodécaédrique. L’idée est que notre Univers physique pourrait être contenu dans une seule des cellules de cet objet mathématique étrange, tout en observant des images multiples des galaxies reproduites par une sorte de jeu de miroirs. De quoi faire rêver les spécialistes de cosmologie mais aussi le grand public, au sein duquel le livre connaîtra un certain succès. Accueillie par certains cosmologistes avec quelque scepticisme, cette hypothèse audacieuse semble confortée depuis quelques années par les observations dues à la sonde WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), cette dernière étudiant les anisotropies du rayonnement en micro-ondes du fond du ciel, la fameuse émission à trois kelvins découverte en 1965 par Penzias et Wilson. Une raison de plus pour découvrir cet ouvrage passionnant sur la forme de l’Univers dans lequel nous vivons.