Voici l’histoire naturelle du cosmos — du Big bang au Grand gel —, telle que la science la conçoit. Les explications surnaturelles « bouche-trou » n’y tiennent aucune place.

Introduction

Dans la Bible, le chapitre de la Genèse s’ouvre avec cette phrase : « Au commencement, Dieu créa le ciel et la Terre. » En général, les mythologies de la création accordent un statut privilégié à la Terre dans le réel. De plus, en général, elles proposent une conception géocentrique de l’Univers (de Gaia, ou Gê, la déesse grecque de la Terre, qui donne le préfixe géo), une conception selon laquelle la Terre occupe le centre physique de l’Univers. Il ne faut pas s’en surprendre : à l’époque où ces mythologies ont été créées, les humains concevaient l’Univers comme géocentrique.

1. L’échelle de temps proposée par le créationnisme chrétien est brève. D’après la Bible, Dieu aurait créé le monde en 6 jours et se serait reposé le 7e jour. D’après la chronologie biblique, la création aurait eu lieu il y a 6000 ans.
2. En général, dans les mythologies de la création, la Terre est créée en même temps que le reste de l’Univers ; elle existe donc depuis le moment même de la création. De même avec l’être humain.
3. En général, le monde est créé tel qu’il est aujourd’hui. Le monde est immuable, toujours pareil à lui-même. Ceci inclut la vie : les espèces vivantes n’évoluent pas, du moins pas de manière significative.
4. Enfin, en général, dans les mythologies de la création, le surnaturel joue un rôle indispensable. Le monde naturel est créé par une entité qui lui est extérieure et supérieure et qui peut être nommée de différentes façons : Dieu, les dieux, une intelligence supérieure, etc. Apportons une clarification par rapport au vocabulaire. En science, dans des expressions telles « la théorie de l’évolution », « la théorie de la relativité (restreinte et générale) », « la théorie quantique », « la théorie du Big Bang », etc., le terme « théorie » ne signifie pas « supposition » ou « hypothèse spéculative », mais plutôt « ensemble d’idées solidement confirmées par des mesures, observations et/ou expériences ».

Apportons une clarification par rapport au vocabulaire. En science, dans des expressions telles « la théorie de l’évolution », « la théorie
de la relativité (restreinte et générale) », « la théorie quantique », « la théorie du Big Bang », etc., le terme « théorie » ne signifie pas « supposition » ou « hypothèse spéculative », mais plutôt « ensemble d’idées solidement confirmées par des mesures, observations et/ou expériences »

1. Pas de statut privilégié pour la Terre dans l’Univers

D’après nos connaissances scientifiques actuelles, la Terre ne jouit d’aucun statut privilégié dans l’Univers. Nous allons développer ce premier thème en 5 points.

1a. Pas de distinction entre le « monde terrestre » et le « monde céleste »

Nous retrouvons les mêmes atomes (hydrogène, hélium, oxygène, carbone, fer, etc.) sur Terre et partout dans matière
Par rapport à la quantité totale de matière que contient l’Univers, la masse de la Terre est infime. À l’intérieur du système solaire, le Soleil compte à lui seul pour 99,86 % de la masse totale. Jupiter, la plus grosse planète, compte pour les deux tiers de ce qui reste, soit 0,096 %. Quant à la Terre, elle compte pour 0,000 3 % de la masse totale. Le diamètre de Jupiter est environ 10 fois plus grand que celui de la Terre et le diamètre du Soleil environ 100 fois plus grand. Considérons l’Univers dans sa totalité. La matière ordinaire, celle que nous connaissons et qui est composée d’atomes, eux-mêmes composés de protons, de neutrons et d’électrons, compte pour à peine 5 % de la masse de l’Univers. Environ 25 % de la masse de l’Univers est composée de matière sombre : il s’agit de matière qui n’émet aucune forme de rayonnement (qu’il s’agisse de lumière visible, infrarouge ou ultraviolette, d’ondes radio, de rayons X, etc.) et qui est l’Univers, que ce soit dans les autres objets planétaires, les étoiles, les nébuleuses, etc. De plus, les mêmes lois de la physique s’applique nt sur Terre et partout dans l’Univers ; par exemple, la même loi de la gravitation universelle explique la chute d’une pomme à la surface de la Terre, les mouvements orbitaux dans le système solaire, les mouvements des étoiles, incluant le Soleil, dans notre galaxie, la Voie lactée, etc.
Ceci est aussi vrai de la vie terrestre, qui est composée des mêmes atomes et soumise aux mêmes lois de la physique que la matière inanimée. La distinction entre matière vivante et non vivante n’en est pas une de nature ou de fonctionnement, mais de degré d’organisation.

Bref, il n’existe pas de distinction entre le « monde terrestre » et le « monde céleste » : ceux-ci constituent une seule et même réalité, ayant une nature unique et un fonctionnement unique. La Terre n’est pas différente ou à part du reste de l’Univers ; il
n’y a pas « le ciel et la Terre », il y a seulement « le ciel », dont la Terre fait partie.

1b. La place de la Terre dans l’espace

 

L’astrophysique dévoile le contexte dans lequel la Terre existe. La Terre n’existe pas seule, elle n’est pas la totalité de l’Univers. De plus, la Terre ne se situe pas au centre physique de l’Univers : il n’y a pas la Terre au centre et le ciel autour. Au contraire, l’Univers n’a pas de centre
physique et la place que la Terre occupe dans l’espace est minuscule. Depuis Copernic et Galilée, il y a (à peine) 400 ans, nous savons que c’est le Soleil qui se situe au centre du système solaire, une conception nommée l’héliocentrisme (de Hélios, le dieu grec du Soleil). Les étoiles ne remplissent pas uniformément tout l’Univers. Elles forment des regroupements gigantesques, des « univers-îles », appelés galaxies. Entre les galaxies, il n’y a essentiellement que du vide. Nous habitons une galaxie nommée la Voie lactée. Elle a la forme d’un disque, avec un bulbe central et des bras spiraux.

 

Le Soleil n’est pas un astre à part, il est une étoile comme les autres. Le Soleil est l’une des 200 milliards d’étoiles que compte notre galaxie (à titre comparatif, 200 milliards de secondes font 6000 ans : il y a autant d’étoiles dans la Voie lactée que de secondes en 6000 ans). Toutes ces étoiles décrivent des orbites autour du centre de la galaxie. Le Soleil ne se situe pas au centre de la Voie lactée, mais environ à mi-chemin entre le centre et le bord.

La Voie lactée elle-même n’est pas la totalité de l’Univers, elle n’est que l’une des 100 milliards de galaxies se distribuant dans la partie observable de l’Univers (il y a autant de galaxies dans la partie observable de l’Univers que de secondes en 3000 ans). Nous ne connaissons pas l’étendue de l’Univers ; nous ne savons pas s’il est infini ou fini et, s’il est fini, nous ne connaissons pas sa taille ni le nombre total de galaxies qu’il contient.

1c. La place de la Terre dans la matière

Par rapport à la quantité totale dematière que contient l’Univers, la masse de la Terre est infime. À l’intérieur du système solaire, le Soleil compte à lui seul pour 99,86 % de la masse totale. Jupiter, la plus grosse planète, compte pour les deux tiers de ce qui reste, soit 0,096 %. Quant à la Terre, elle compte pour 0,000 3 % de la masse totale. Le diamètre de Jupiter est environ 10 fois plus grand que celui de
la Terre et le diamètre du Soleil environ 100 fois plus grand.

Considérons l’Univers dans sa totalité. La matière ordinaire, celle que nous connaissons et qui est composée d’atomes, eux-mêmes composés de protons, de neutrons et d’électrons, compte pour à peine 5 % de la masse de l’Univers.

Environ 25 % de la masse de l’Univers est composée de matière sombre : il s’agit de matière qui n’émet aucune forme de rayonnement (qu’il s’agisse de lumière visible, infrarouge ou ultraviolette, d’ondes radio, de rayons X, etc.) et qui est connue uniquement par l’attraction gravitationnelle qu’elle exerce sur la matière ordinaire. La composition de la matière sombre demeure un mystère.

Enfin, environ 70 % de la masse de l’Univers est composée d’énergie noire (il y a équivalence entre masse et énergie, telle que l’exprime la célèbre équation E = mc²), une énergie qui appartiendrait au vide lui-même (plutôt qu’une énergie qui existerait dans le vide). Alors que la matière ordinaire et la matière sombre produisent des effets gravitationnels attractifs qui, notamment, sont la cause de la chute libre, du mouvement orbital et de l’effet de marée et qui aussi tendent à faire décélérer l’expansion de l’espace, l’énergie noire produit un effet antigravitationnel, donc répulsif, qui tend à faire accélérer l’expansion de l’espace. À l’échelle de l’Univers, l’énergie noire l’emporte avec le résultat que l’expansion de l’espace accélère.

1d. Le caractère non unique du système solaire

Notre système solaire n’est pas unique dans l’Univers. La preuve directe, par l’observation, a été obtenue en 1995 : c’est l’année de la 1ʳᵉ découverte d’une exoplanète, ou planète extrasolaire, c’est-à-dire d’une planète en orbite autour d’une étoile autre que le Soleil. En date de mai 2016, plus de 3400 exoplanètes ont été découvertes. Près de 580 systèmes planétaires multiples sont connus, c’est-à- dire près de 580 étoiles autour desquelles on a détecté deux planètes ou plus.

Les méthodes actuelles permettent de trouver des exoplanètes seulement à l’intérieur de notre galaxie et, plus spécifiquement, seulement dans ce qui constitue le voisinage immédiat du Soleil à l’échelle de la Voie lactée. Si l’on extrapole à l’Univers entier, la preuve commence à se construire du fait qu’il y aurait plus de planètes que d’étoiles dans l’Univers.

1e. Le caractère non unique de la Terre

On pourrait vouloir attribuer à la Terre un statut privilégié dans l’Univers parce qu’elle héberge la vie ou, sinon, parce qu’elle héberge des formes de vie complexes, intelligentes et conscientes d’elles-mêmes. Même en tout cela, la Terre n’est vraisemblablement pas unique dans l’Univers. En date de mai 2016, 21 exoplanètes ayant une taille comparable à celle de la Terre et qui sont potentiellement habitables ont été identifiées. Une planète est qualifiée de potentiellement habitable si elle se situe dans la zone habitable de son étoile, c’est-à-dire si elle se situe à la bonne distance de son étoile pour que de l’eau à l’état liquide puisse exister à sa surface. La présence d’eau liquide est une condition essentielle à la vie telle que nous la connaissons sur Terre. Dans le cas du Soleil, trois planètes se situent dans sa zone habitable : Vénus, la Terre et Mars. Le fait qu’une planète se situe dans la zone habitable de son étoile ne garantit :

(i) ni la présence d’eau liquide à sa surface (les caractéristiques de la planète
elle-même jouent également un rôle important, notamment la pression atmosphérique, l’effet de serre et l’inclinaison de l’axe de rotation de la planète, dont dépend le cycle des saisons),
(ii) ni l’existence de la vie (la vie, telle que nous la connaissons sur Terre, requiert la présence d’eau liquide, mais, à l’inverse, la seule présence d’eau liquide ne garantit pas que la vie émergera),
(iii) ni l’existence de formes de vie complexes, intelligentes, conscientes d’elles-mêmes ou possédant d’éventuelles facultés qui n’existeraient pas sur Terre et qui seraient comparables ou supérieures à l’intelligence et à la conscience de soi, des facultés que nous n’imaginerions pas, voire que le cerveau humain serait incapable de concevoir (les premières formes de vie à émerger sur Terre étaient les plus simples, des
bactéries et des archées ; elles ont émergé relativement tôt dans l’histoire de la Terre ; les formes de vie complexes ont émergé beaucoup plus tard et auraient très bien pu ne jamais émerger).
(iv) Enfin, l’existence d’une forme de vie intelligente, consciente d’elle-même ou possédant d’éventuelles facultés comparables ou supérieures ne garantit pas que cette forme de vie développera une civilisation ou une civilisation technologique.

La science traite la vie comme un phénomène naturel, ce qui inclut la complexité, l’intelligence, la conscience de soi et d’éventuelles facultés qui n’existeraient pas sur Terre et qui seraient comparables ou supérieures à l’intelligence et à la conscience de soi. Sur la base de cette idée, nous pouvons affirmer que la vie pourrait ou même devrait émerger et évoluer, de manière naturelle, sur toute planète qui offre les conditions propices.

De plus, nous savons que la nature et le fonctionnement de l’Univers sont les mêmes partout, ce qui inclut la Terre, et que l’Univers est immense. Avec ces deux idées supplémentaires, nous pouvons affirmer que :(i) le nombre de planètes potentiellement habitables dans l’Univers devrait être gigantesque, même si celles-ci devaient être relativement rares parmi l’ensemble de toutes les planètes. De même (ii) avec le nombre de planètes effectivement habitées, (iii) avec le nombre de planètes habitées qui hébergent des formes de vie complexes,
intelligentes, conscientes d’elles-mêmes ou dotées d’éventuelles facultés qui n’existeraient pas sur Terre et qui seraient comparables ou supérieures à l’intelligence et à la conscience de soi et, enfin, (iv) avec le nombre de planètes qui hébergent, à au moins un moment de
leur histoire, une civilisation ou une civilisation technologique, en précisant qu’il devrait s’agir de types de planètes qui sont de plus en plus rares.

2. L’échelle de temps cosmique

Le monde est très ancien, beaucoup plus âgé que les 6000 ans que lui donne la chronologie biblique. L’âge du système solaire, incluant la Terre et le Soleil, est de 4,6 milliards d’années, une durée 767 000 fois plus longue que 6000 ans. L’âge de l’Univers est de 13,8 milliards d’années, une durée 2,3 millions de fois plus longue que 6000 ans. Point de repère : l’invention de l’écriture, par les Sumériens, remonte à il y a 5500 ans, ce qui coïncide à peu près avec l’âge du monde d’après la chronologie biblique.

3. La Terre et l’être humain n’existent pas depuis le moment de la création

Contrairement à ce que dit la Bible, la Terre n’existe pas depuis le moment même de la création, elle est apparue plus tard dans l’histoire de l’Univers. De même avec l’être humain.

L’âge du système solaire, incluant la Terre et le Soleil, correspond à 1/3 (33 %) de l’âge de l’Univers. Autrement dit, non seulement le système solaire n’existe pas depuis le moment même de la création, mais il est apparu relativement récemment dans l’histoire de l’Univers, après que les 2/3 (67 %) de celle-ci se soient écoulés. Les deux premiers tiers de l’histoire de l’Univers se sont déroulés alors que le système solaire, incluant la Terre et le Soleil, n’existaient pas.

L’être humain est entré en scène très, très tardivement. Les premiers types d’humains remontent à il y a 5 à 8 millions d’années (retenons 8 millions d’années) ; notre espèce, Homo sapiens, existe depuis 200 000 ans. Dans le cas de la Terre, 99,826 % de son histoire s’est écoulée avant l’émergence des premiers types d’humains et 99,996 % avant Homo sapiens. Dans le cas de l’Univers, c’est 99,942 % de son histoire qui s’est écoulé avant l’émergence des premiers types d’humains et 99,999 % avant Homo sapiens. La presque totalité de l’histoire de la Terre et de celle de l’Univers s’est déroulée alors que l’humain n’existait pas.

4. Tout est évolutif ; tout est éphémère, rien n’est éternel

La biologie et la paléontologie nous enseignent que la vie évolue. La géologie nous enseigne que la planète Terre elle-même évolue. L’astrophysique nous enseigne que, de manière générale, les objets planétaires, les étoiles, les nébuleuses et les galaxies évoluent.
La cosmologie, la branche de l’astrophysique qui étudie l’Univers dans sa totalité, nous enseigne que même l’Univers entier évolue. Nous allons développer ce quatrième thème en 6 points.

4a. L’évolution de la composition chimique de la matière On retrouve en quantités non négligeables dans la nature 92 types d’atomes, de
l’hydrogène, le plus léger, jusqu’à l’uranium, le plus lourd. Ces 92 types d’atomes ont-ils toujours existé, depuis le Big Bang ? Sinon, quelle est leur origine ? L’astrophysique donne réponse à ces deux questions.

La réponse à la 1ʳᵉ question est non. Immédiatement après le Big Bang, il existait un seul type d’atome dans l’Univers, le plus léger, l’hydrogène. Aucun autre type d’atome n’existait, tels le carbone, l’oxygène, le fer, l’or, l’uranium, etc. Les autres types d’atomes seront
fabriqués plus tard dans l’histoire de l’Univers. L’astrophysique répond aussi à la 2ᵉ question, celle de l’origine des atomes. Nous devrions
plutôt dire la question des origines des atomes, qui se comptent au nombre de quatre.
(1) Dans le cas de l’hydrogène, son origine remonte au Big Bang.

(2)Le deuxième type d’atome le plus léger est l’hélium. La presque totalité des atomes d’hélium qui existe dans l’Univers a été fabriquée entre la 2e et la 3e minute après le Big Bang. L’Univers était alors un nuage de matière homogène, sans structure (aucune galaxie n’existait
encore, ni étoile, ni planète, etc.), ultra-dense et ultrachaud. À l’échelle de l’Univers entier se sont produites des réactions de fusion nucléaire : des atomes d’hydrogène ont fusionné et ont ainsi engendré des atomes d’hélium. Cet épisode de l’histoire de l’Univers se nomme la nucléosynthèse primordiale.
(3) Il faudra ensuite attendre 150 millions d’années, soit l’époque de la formation des premières étoiles, pour que des types d’atomes plus lourds que l’hélium fassent leur apparition. Les étoiles produisent leur lumière par le processus de la fusion nucléaire, que l’on désigne ici
comme la nucléosynthèse stellaire. Dans le noyau d’une étoile, le processus de la fusion d’atomes petits en atomes plus gros engendre
des photons, des particules de lumière. Les étoiles fabriquent les types d’atomes compris entre l’hélium et le fer. La quantité totale d’hélium produite par toutes les étoiles qui ont existé depuis le Big Bang est infime par rapport à celle produite lors de la nucléosynthèse primordiale.
(4) Quant aux types d’atomes plus lourds que le fer, ils sont fabriqués par deux processus, (a) le processus-r, qui se déroule durant une supernova, l’explosion en laquelle meurt une étoile de grande masse, et (b) le processus-s,qui se déroule à la toute fin de la vie d’une étoile de masse intermédiaire, comme le Soleil. Lorsqu’une étoile vieillit puis meurt, elle expulse dans le milieu interstellaire une partie des atomes qu’elle a fabriqués durant sa vie. Ceux-ci seront incorporés dans les futures générations d’étoiles et de systèmes planétaires qui naîtront à leur tour du milieu interstellaire. Ainsi, de génération en génération, les étoiles et les systèmes planétaires contiennent
une proportion un peu plus élevée en types d’atomes plus lourds que l’hélium ; de génération en génération d’étoiles, la matière dans l’Univers s’enrichit. La composition chimique de la matière évolue. Le Soleil est une étoile de 3e génération. Tous les atomes d’hydrogène que l’on trouve dans le système solaire, notamment sur Terre (par exemple dans les molécules d’eau et les molécules organiques), remontent au Big Bang. Presque tous les atomes d’hélium remontent à la nucléosynthèse primordiale. Tous les atomes plus lourds que l’hélium ont été fabriqués par des étoiles qui sont mortes avant la formation du système solaire, il y a plus de 4,6 milliards d’années. Les
atomes ont une longévité très grande et sont continuellement recyclés au fur et à mesure que l’histoire de l’Univers avance. Comme certains le disent, nous sommes, littéralement, de la poussière d’étoiles ; d’autres disent que nous sommes des déchets nucléaires.
4b. La chimie interstellaire Une chimie interstellaire se déroule dans de grandes nébuleuses composées de gaz et de poussière qui s’étendent dans l’espace interstellaire et qui se nomment nuages moléculaires géants. À l’intérieur de ces nuages, des atomes se lient les uns aux autres et forment de nombreux types de molécules, tels le dihydrogène (H2), le monoxyde de carbone (CO), l’ammoniaque (NH3), le méthane (CH4), différents types d’alcool, etc.

4c. Le cosmos et la vie Voici trois arguments suggérant que la vie, telle que nous la connaissons sur Terre, pourrait être abondante sur les
exoplanètes potentiellement habitables de l’Univers.

(1) Les formes de vie terrestre sont composées de quatre types principaux d’atomes : le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote. De plus, l’eau, essentielle à la vie sur terre, est composée de deux de ces quatre types d’atomes, l’hydrogène et l’oxygène. Fait intéressant : ces quatre types d’atomes comptent parmi les cinq plus abondants dans l’Univers. Par ordre décroissant d’abondance dans l’Univers, les cinq premiers types d’atomes sont :
1. l’hydrogène, le plus petit type d’atome (93 % de tous les atomes dans l’Univers) ; 2. l’hélium, le deuxième plus petit type d’atome (7 % de tous les atomes ; tous les types d’atomes plus lourds que l’hélium réunis comptent pour 0,08 % des atomes) ; 3. l’oxygène ; 4. le
carbone ; 5. l’azote.

(2) Les constituants de base des organismes vivants sur Terre sont des molécules de type organique. Il s’agit de molécules construites à partir d’atomes de carbone. Une molécule organique en soi n’est pas vivante. Parmi les molécules dont on observe la présence dans les nuages moléculaires géants se trouvent des molécules d’eau (H2O) et des molécules organiques : les ingrédients de base de la vie telle que nous la connaissons sur Terre sont ainsi fabriqués par la chimie interstellaire. Indiquons que l’existence de molécules d’eau et de molécules
organiques interstellaires n’implique pas l’existence d’organismes vivants dans le milieu interstellaire.

(3) Les nuages moléculaires géants, lieu de la chimie interstellaire, sont aussi des « pouponnières d’étoiles ». Les étoiles et leurs systèmes planétaires naissent à partir du gaz et de la poussière qui composent ces nuages. Ainsi, tous les systèmes planétaires de l’Univers devraient contenir des molécules d’eau et des molécules organiques dès leur formation, ces molécules ayant été assemblées avant même leur entrée dans l’existence à l’intérieur du nuage moléculaire géant originel. La vie aurait donc la possibilité d’émerger et d’évoluer sur toute planète offrant les conditions propices, puisque l’eau ainsi que les semences de la vie (les molécules organiques) y seraient déjà présentes. L’origine ultime de la vie pourrait se trouver dans le milieu interstellaire (ceci est une hypothèse non confirmée).

4d. L’expansion de l’espace

L’espace est en expansion : globalement, les galaxies s’éloignent les unes des autres. Il ne faut pas penser en termes de mouvements des galaxies dans un espace déjà existant. L’expansion de l’espace signifie plutôt que l’espace gonfle, que l’Univers grandit. Il y a création continuelle de nouvel espace ; le terme « création » employé ici ne sous-entend aucune intervention surnaturelle, il renvoie à un phénomène physique, naturel. Les galaxies elles-mêmes ne sont pas en expansion : leur cohésion gravitationnelle maintient leur grosseur constante.

4e. L’histoire de l’Univers

Nous voulons ici raconter en bref l’histoire de l’Univers, du moment de la création jusqu’à la fin des temps. Il y a 13,8 milliards d’années, l’Univers entre dans l’existence. En astrophysique, cet événement est nommé le Big Bang. Immédiatement après le Big Bang, l’Univers est un nuage de gaz homogène, composé du type d’atome le plus simple, l’hydrogène, ainsi que de particules élémentaires (comme
des neutrinos) et de photons (les photons étant les particules de lumière). Il existe donc dans l’Univers une lumière dite primordiale, une lumière présente dès le début des temps, longtemps avant la formation des premières étoiles. La lumière primordiale remplit uniformément tout l’Univers.

Initialement, la matière est très chaude et opaque. La lumière primordiale ne peut pas circuler librement. Avec l’expansion de l’espace, la matière se refroidit. Vers l’âge de 370 000 ans, la matière devient transparente. Pour la première fois dans l’histoire de l’Univers, la lumière primordiale peut circuler librement. Qu’est-il advenu de cette lumière primordiale depuis ? Elle circule toujours librement dans l’Univers, le remplit toujours uniformément et se situe aujourd’hui dans le domaine des micro-ondes. Cette lumière primordiale est nommée le rayonnement de fond cosmologique (RFC) ou le fond diffus cosmologique. On la nomme aussi le rayonnement fossile, car elle procure une image de l’Univers au moment où il est devenu transparent, au « très jeune » âge de 370 000 ans. Le rayonnement fossile constitue la preuve la plus importante de la théorie du Big Bang et cela, sous deux aspects.

(1) Tout d’abord, le rayonnement fossile est une image de l’Univers à l’âge de 370 000 ans et ce rayonnement est uniforme. Le rayonnement fossile prouve que peu de temps après la création, l’Univers était un nuage de gaz homogène, ne possédant aucune structure : pas de galaxies, pas d’étoiles, pas de planètes. « Au commencement », il n’y avait pas « le ciel et la Terre », il y avait seulement « le ciel » et celui-ci était complètement différent de ce qu’il est aujourd’hui.

En étant la preuve que, lorsque l’Univers est entré dans l’existence, il était complètement différent de ce qu’il est aujourd’hui, le rayonnement fossile est aussi la preuve que l’Univers entier évolue plutôt que de demeurer éternellement pareil à lui-même. (2) Ensuite, le rayonnement fossile est aussi la preuve de la nucléosynthèse primordiale. Le modèle théorique de la nucléosynthèse primordiale requiert la présence d’une lumière primordiale qui, en interagissant avec la matière, retarde le début de cet épisode de l’histoire de l’Univers jusqu’à la 2e minute après le Big Bang. C’est seulement de cette manière que le modèle théorique prédit la fabrication d’une quantité d’hélium conforme aux observations.

Si l’on supposait que la nucléosynthèse primordiale débutait plus tôt, le modèle prédirait la fabrication d’une quantité d’hélium plus grande que la quantité observée dans l’Univers ; plus tard, une quantité plus petite. Bref, c’est seulement en supposant l’existence de cette lumière primordiale et en supposant que celle-ci possède le juste niveau d’énergie pour faire en sorte que la nucléosynthèse primordiale
débute juste au bon moment que le modèle théorique prédit correctement la quantité d’hélium qui existe dans l’Univers.

Or, les observations confirment non seulement que cette lumière primordiale existe, mais, en plus, qu’elle possède les caractéristiques prédites par le modèle théorique (à l’époque actuelle de l’histoire de l’Univers, elle se situe dans le domaine des micro-ondes).

En étant la preuve de la nucléosynthèse primordiale, le rayonnement fossile est aussi la preuve que la composition chimique de la matière évolue. « Au commencement », le seul type d’atome qui existait était le plus léger, l’hydrogène ; les types d’atomes plus lourds que l’hydrogène n’existaient pas encore. La nucléosynthèse primordiale concerne la fabrication du 2e type d’atome le plus léger, l’hélium. Il faudra ensuite attendre la formation des premières étoiles pour que soient fabriqués les types d’atomes plus lourds que l’hélium.

L’expansion de l’espace se poursuit. Le nuage homogène de matière se fragmente. Les premières étoiles se forment lorsque l’Univers atteint l’âge de 150 millions d’années (1,1 % de son âge actuel). Les premières galaxies se forment avant l’âge de 700 millions d’années (5 % de l’âge actuel). Enfin, le système solaire, incluant la Terre, la Lune et le Soleil, se forme il y a 4,6 milliards d’années, soit à l’âge de 9,2 milliards d’années (67 % de l’âge actuel).

Les étoiles évoluent : elles naissent, vivent, vieillissent et meurent. L’âge adulte du Soleil durera au total 10 milliards d’années ; il sera suivi d’une vieillesse de 2 milliards d’années durant laquelle le Soleil gonflera et deviendra une géante rouge. À la fin de sa vie, le Soleil s’évaporera dans l’espace. Le noyau du Soleil, devenu inerte, demeurera sous la forme d’une naine blanche.

Lorsque le Soleil sera mort, la vie ne sera plus possible dans le système solaire. La vie dans le système solaire aura été un phénomène éphémère, ce qui inclut la vie complexe, l’intelligence et la conscience de soi. Après un temps inimaginable, la naine blanche laissée par le Soleil se sera complètement refroidie et deviendra une naine noire.

Les étoiles de grande masse ont une vie beaucoup plus courte, qui se mesure en millions d’années. Elles meurent en explosant, en
supernova. Le cœur de l’étoile subsiste et devient soit une étoile à neutrons (un pulsar), soit un trou noir.

Les galaxies elles aussi évoluent. Les plus anciennes galaxies connues sont petites. Les grosses galaxies, comme la Voie lactée, paraissent plus tard dans l’histoire de l’Univers, soit parce qu’elles prendraient plus de temps à se former, soit parce qu’elles naîtraient petites et
grossiraient en cannibalisant des petites galaxies, soit parce que leur formation serait la conséquence de la collision et de la fusion de plusieurs petites galaxies. Les collisions et fusions de galaxies ainsi que le cannibalisme galactique ont pour conséquence que, avec le temps, le nombre de galaxies dans l’Univers diminue et la grosseur moyenne des galaxies augmente.

À l’intérieur des galaxies, les étoiles naissent à partir de la matière interstellaire, le gaz et la poussière qui se situent entre les étoiles. À l’intérieur des galaxies, le cycle de vie des étoiles entraîne la diminution de la quantité de matière interstellaire et l’augmentation du nombre de cadavres stellaires. Le taux de naissance d’étoiles diminue avec le temps. Dans un futur très, très, lointain, l’Univers sera à nouveau complètement différent de ce qu’il est aujourd’hui ; il sera également complètement différent de ce qu’il fut dans le passé. La matière interstellaire, dans les galaxies, sera épuisée et plus aucune nouvelle étoile ne naîtra dans l’Univers. On estime que dans 100 000 milliards d’années, toutes les étoiles qui auront existé seront mortes. Ce sera la fin de l’ère stellifère (traduction libre de l’auteur de
l’expression anglaise stelliferous era), l’ère des étoiles.

L’Univers sera plongé dans une nuit totale. La vie ne sera plus possible. À l’échelle de l’Univers entier, la vie aura été un phénomène éphémère, ce qui inclut la vie complexe, l’intelligence, la conscience de soi et d’éventuelles facultés qui n’existeraient pas sur Terre et
qui seraient comparables ou supérieures à l’intelligence et à la conscience de soi. L’Univers sera alors 7250 fois plus vieux qu’il l’est aujourd’hui. L’âge adulte du Soleil, d’une durée de 10 milliards d’années, représente 1/10 000e, ou encore 0,01 %, de la durée de l’ère stellifère. En termes de durée, l’ère stellifère représente une fraction infime de l’existence de l’Univers. Après la fin des étoiles, l’Univers poursuivra son expansion, devenant de plus en plus grand, de plus en plus vide et de plus en plus froid. Sa température tendra vers le zéro absolu ; ce sera le Grand gel. Plus jamais rien ne se passera dans l’Univers. Le tout, pour l’éternité. Tel est le destin ultime de l’Univers.

4f. L’évolution en tant que concept universel

En science, le terme « évolution » ne signifie pas progrès ou amélioration, mais changement tout court, dans un sens neutre.

Peu importe à quelle échelle on observe le réel, celui-ci évolue, que ce soit à l’échelle de la composition chimique de la matière, des organismes vivants, des espèces vivantes, des étoiles et de leurs systèmes planétaires, des galaxies et même de l’Univers entier. À toutes les échelles de la réalité, tout est éphémère, rien n’est éternel, rien ne demeure toujours pareil à lui-même. L’évolution est un concept universel, s’appliquant à tout ce qui existe. Il y a une seule exception à cette règle : l’état final de l’Univers, le Grand gel ; encore là, il y aura un peu d’évolution puisque l’expansion de l’espace ne cessera jamais. Le présent est seulement transitoire entre un passé qui était différent et un futur qui sera différent, un futur qui sera différent à la fois du présent et du passé. L’état actuel de l’Univers, avec ses galaxies, ses étoiles, ses systèmes planétaires et la vie, n’a pas toujours existé et n’existera pas toujours. L’état actuel de l’Univers n’est pas un aboutissement, mais un état passager.

5. Le matérialisme ou naturalisme scientifique

Nous allons développer ce cinquième thème en 2 points.

5a. Le postulat du matérialisme ou naturalisme en science

Une supposition de départ fondamentale en science est le matérialisme, c’est-à-dire l’idée que la réalité matérielle est la seule réalité. Selon ce postulat, l’esprit est un phénomène produit par l’activité de la matière ; il n’a pas de réalité par lui-même. De plus, il n’existe pas d’esprits désincarnés, non associés à un corps matériel, tels des fantômes ou des divinités.

Une expression synonyme au matérialisme est le naturalisme, l’idée que la nature est la seule réalité. La science cherche à expliquer les phénomènes observés en faisant appel uniquement à des causes naturelles — donc, sans recourir au surnaturel (divinités, âmes éternelles, esprits désincarnés ou immanents à toute chose, principes abstraits, etc.) Cette démarche consiste à expliquer la nature par elle-même, sans faire appel à de supposées causes qui lui soient extérieures. Comment juger de la validité d’un postulat, c’est-à-dire d’une supposition de départ que l’on admet sans la démontrer ? Ce jugement se fait après coup, en confrontant les théories construites sur la base du postulat en question à la réalité par l’entremise de mesures, d’observations et d’expériences. S’il s’avère qu’une théorie représente correctement la réalité, on juge, après coup, que les postulats sur lesquels cette théorie est construite sont justes.

5b. Le surnaturel bouche-trou

La science nous procure un modèle explicatif unifié (plutôt que fragmenté), globalement cohérent et unique (plutôt qu’une multiplicité de modèles) au sujet de l’origine de l’Univers, de son histoire, de sa nature et de son fonctionnement, ce qui inclut la vie et l’être humain. Ce modèle explicatif ne fait aucun appel au surnaturel ; en science, l’hypothèse du surnaturel n’est pas nécessaire, elle est superflue. La science applique le rasoir d’Occam, le critère selon lequel il faut éviter de multiplier les principes sur lesquels fonder sa compréhension de la réalité. Il ne faut supposer un principe explicatif que si celui-ci est strictement nécessaire ; il faut « raser » (éliminer) tout principe explicatif qui n’est pas strictement nécessaire.

En science, le rasoir d’Occam est un critère philosophique et méthodologique pour choisir entre des théories rivales qui rendent compte des mêmes faits avec le même degré de précision : à valeur égale, il faut préférer la théorie la plus simple, c’est-à-dire celle qui se fonde sur le plus petit nombre de principes explicatifs (ce qui n’implique pas automatiquement que la théorie ainsi retenue soit simple en elle-même !)

Par ailleurs, la conception scientifique de la réalité est encore incomplète. La science actuelle n’explique pas certains phénomènes, dont : le Big Bang lui-même (la science peut expliquer un très grand nombre de choses à partir du moment où le Big Bang a eu lieu, mais pas le Big
Bang lui-même), l’origine de la vie, de la vie complexe, de l’intelligence et de la conscience de soi. Des hypothèses scientifiques existent, certaines très solides, d’autres moins, mais pas de réponses définitivement établies.

Il est possible que des formes de vie extraterrestres soient dotées de facultés qui n’existent pas sur Terre et qui soient comparables ou supérieures à l’intelligence et à la conscience de soi, des facultés que nous n’imaginons pas, voire que le cerveau humain serait incapable de concevoir. Si tel est le cas, la science « des humains » n’offre aucune description ni explication à de telles facultés ; néanmoins, de telles facultés doivent être considérées elles aussi comme des phénomènes naturels (plutôt que surnaturels).

L’absence d’une explication naturelle implique-t-elle que l’explication doit être surnaturelle ? Non : ceci implique seulement que l’explication naturelle n’a pas encore été trouvée, qu’il faut savoir dire « je ne sais pas ». Nommons « surnaturel bouche-trou » le surnaturel auquelon fait appel pour rendre compte d’un phénomène dont l’explication naturelle n’a pas été découverte ou vérifiée.

Dans le passé, les humains ont eu recours au surnaturel bouche-trou pour expliquer nombre de phénomènes : la foudre, les tremblements de terre, le volcanisme, les épidémies, les mauvaises récoltes, etc. Si tous nos ancêtres s’étaient contentés du surnaturel bouche-trou,
nous n’aurions pas la science ni ses résultats concrets, pour le meilleur ou pour le pire.

Accepter le surnaturel bouche-trou revient à renoncer à chercher l’explication naturelle, à renoncer à savoir et à comprendre, à accepter de demeurer dans l’ignorance. En réponse à l’angoisse que peut créer l’état d’ignorance, le surnaturel bouche-trou crée seulement une illusion de connaissance ; le fait de s’accrocher au surnaturel bouchetrou peut être rassurant, mais nous maintient dans l’état d’ignorance.

Aujourd’hui, croire en la nécessité d’une intervention surnaturelle pour expliquer le Big Bang, la vie, la vie complexe, l’intelligence et la conscience de soi, c’est recourir au surnaturel bouche-trou.

Conclusion

(i) Si l’on admet la validité de la démarche scientifique et des théories scientifiques établies, ce qui se justifie sur la
base des résultats concrets obtenus — pour le meilleur ou pour le pire ;
(ii) Considérant que la science nous procure une conception de la réalité qui est unifiée (plutôt que fragmentée en une mosaïque d’éléments disparates représentant différents aspects de la réalité), qui est globalement cohérente (plutôt que porteuse de contradictions internes) et qui est unique (plutôt que de nous procurer une multiplicité de conceptions divergentes) et, ce, même si la conception scientifique de la réalité est encore incomplète et porteuse de problèmes non résolus ;
(iii) Enfin, si nous sommes animés par un désir de savoir plutôt que par un désir de croire, si nous cherchons la vérité plutôt que le confort, si nous cherchons une représentation de la réalité telle qu’elle est plutôt qu’une représentation de nos désirs et de nos craintes,
(iv) Alors nous ferons nôtre la conception scientifique unique de la réalité et accorderons aux multiples mythologies de la création une valeur d’ordre culturel et historique.