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Né 300 ans après la mort de GaliléeGalilée exactement, et tout aussi exactement 139 ans après la naissance d'EinsteinEinstein, Stephen HawkingStephen Hawking vient de nous quitter ce 14 mars 2018. Parfois présenté comme le digne successeur du père de la théorie de la relativité générale, il avait détenu la célèbre Lucasian Chair of Mathematics à l'université de Cambridge, précédemment occupée par des grands noms de la physique parmi lesquels ceux dont les théories ont bouleversé profondément notre vision du monde, tels Isaac NewtonIsaac Newton et Paul DiracPaul Dirac.
Une vidéo mise en ligne par l'université de Cambridge en l'honneur de Stephen Hawking. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Cambridge University
Dirac lui-même s'est fait un nom avec ses contributions décisives à l'unification de la théorie de la relativité restreinte avec la théorie quantique, ce qui lui avait permis de faire une prédiction stupéfiante, celle de l'existence des particules d’antimatière. Cosmologiste relativiste et astrophysicienastrophysicien des trous noirs, Stephen Hawking s'était engagé dans une entreprise similaire à celle de Dirac mais beaucoup plus dure : unifier cette fois-ci les lois de la mécanique quantique avec celle de la relativité générale dans l'espoir de percer les secrets de la naissance de l'UniversUnivers au moment du Big BangBig Bang.
Jean-Pierre LuminetJean-Pierre Luminet a bien connu Stephen Hawking. Et il vient de partager ses souvenirs concernant ses rencontres avec lui dans un premier article qu'il lui consacre sur Luminesciences. Ce blogblog tenu sur Futura-Sciences par Jean-Pierre Luminet est à l'image de son créateur, on y parle non seulement de science mais aussi de poésie, d'astronomie et de musique, d'histoire et de philosophie.
Voici un avant-goût de son billet...
Jean-Pierre Luminet lors d'une intervention au Collège de France. © Collège de France
« Mon premier contact avec les travaux de Stephen Hawking remonte à 1975, année où j'ai quitté mes études de mathématiques pures à l'université de Marseille pour suivre un DEA de physique théorique et de cosmologiecosmologie à la faculté de Montpellier sous la direction du professeur Andrillat. De fait, je n'ai guère fréquenté les cours, car durant les précédentes vacances d'été j'avais déjà lu et assimilé l'excellente monographie sur la relativité générale et la cosmologie qu'Andrillat avait publiée en 1970. Du coup, j'ai pris l'initiative de me lancer dans la lecture de deux tout nouveaux ouvrages de haut vol parus en 1973 : The Large Scale Structure of Space-Time de Stephen Hawking et George Ellis, et Gravitation de Charles Misner, Kip Thorne et John Wheeler. Ces livres émanant des deux grandes écoles anglo-saxonnes de physique théorique de l'époque, celle de Cambridge en Angleterre et celle de Princeton aux États-Unis, allaient vite devenir de vraies bibles de la discipline, en traitant la théorie d'Einstein selon des angles différents mais complémentaires.
Si la partie technique de ces livres était trop ardue pour ma formation de l'époque, j'en avais quand même retiré un immense intérêt pour les méthodes de physique mathématique développées par l'école de Cambridge, créée par Dennis Sciama dans les années 1960 et dont les plus remarquables disciples étaient Roger PenroseRoger Penrose, Stephen Hawking, Brandon Carter et George Ellis. Ces méthodes permettaient notamment de traiter de manière originale des sujets comme la structure globale de l'espace-tempsespace-temps, les propriétés des trous noirs et les singularités inhérentes à la théorie de la relativité générale.
Élève de Paul Dirac, Dennis Sciama (1926–99) a été le mentor de toute une génération d'astrophysiciens et de cosmologistes de premier plan dont le plus célèbre était Stephen Hawking. © Mark Abramowicz
À la fin de cette année de DEA, j'ai d'ailleurs rédigé un gros mémoire intitulé Groupes d'isométries en relativité générale. C'était en fait de la pure "géométrie différentielle" appliquée à la théorie gravitationnelle d'Einstein, directement inspirée par la lecture du livre de Hawking et Ellis. C'est alors que le professeur Andrillat m'a vivement conseillé d'aller poursuivre mes études à l'Observatoire de Paris-Meudon, où existait depuis peu un « Groupe d'astrophysiqueastrophysique relativiste ».
Recruté par le CNRS, Brandon Carter venait de quitter Cambridge pour en prendre la direction, et il a su faire confiance au jeune étudiant enthousiaste que j'étais. Collègue et ami personnel de Stephen Hawking, il m'a dirigé vers un sujet de thèse riche mais complexe concernant les singularités qui apparaissent dans certains modèles de la cosmologie relativiste. C'est ainsi que l'on désigne les points de l'espace-temps où certains paramètres physiques deviennent infinis. Le centre des trous noirs est une singularité de l'espace-temps, un point où la gravitégravité devient infinie, ainsi que le début de l'Univers tel qu'il est décrit par la théorie du Big Bang. Par essence, on ne peut appréhender les singularités avec les outils de l'astrophysique, seulement avec ceux de la physique mathématique. Hawking et Penrose avaient justement démontré l'occurrence inévitable de singularités en relativité générale, moyennant quelques hypothèses plausibles. Ce sujet me convenait parfaitement !
À plus de 72 ans, Stephen Hawking continuait à faire des pieds de nez au destin en débarquant sur Facebook. La maladie de Charcot aurait dû l'emporter il y a presque 50 ans... © Jaime Travezan
Au bout d'un an, j'ai obtenu une bourse du British Council me permettant d'aller travailler trois mois à l'université de Cambridge, dans le laboratoire de Stephen Hawking. Il était déjà connu dans le petit monde des physiciensphysiciens mais sans plus, et j'étais très impressionné d'avoir un bureau au DAMTP (Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics), laboratoire prestigieux situé à l'époque dans une ancienne usine reconvertie, rue Silver Street. Encore plus impressionné le premier jour où, assistant à un séminaire au DAMTP, j'ai vu arriver Stephen Hawking en fauteuil roulant, la tête inclinée de côté, rictus sur le visage mais le regard toujours extraordinairement vif.
Dans les mois qui ont suivi, j'ai eu l'occasion de mieux connaître Stephen. Je me souviens notamment d'un repas à la cantine de l'université, montrant les extraordinaires difficultés auxquelles Stephen était en permanence confronté pour accomplir les actes les plus simples de l'existence. Je me souviens aussi du jour où, voulant assister à un séminaire se tenant loin du DAMTP et nécessitant un déplacement en voiturevoiture, Stephen avait demandé si je pouvais le conduire avec mon propre véhicule. Je l'avais donc soulevé de son fauteuil roulant et pris dans mes bras pour le déposer sur le siège avant, m'étonnant de son poids qui ne devait guère dépasser les 40 kilos. Mais mon incapacité à communiquer vraiment avec lui était embarrassante. »
Pour lire la suite, rendez-vous sur le blog mis à la disposition de Jean-Pierre Luminet par Futura en cliquant sur le lien ci-dessous.
