À propos de la brève « Deux façons de servir la science »

Dans notre numéro 299 (janvier 2012), Suzy Collin-Zahn commentait, dans la rubrique « Regards sur la science », le livre de Christian Magnan intitulé Le théorème du Jardin.

Christian Magnan a souhaité réagir à cette analyse.

Vous trouverez sa lettre ci-après ainsi que la réponse de Suzy Collin-Zahn.

La réaction de Christian Magnan

J’ai été choqué par l’article de Suzy Collin-Zahn paru dans le numéro de janvier 2012 de Science et pseudo-sciences (page 9). Se posant comme la gardienne du temple de l’orthodoxie scientifique notre astronome éreinte mon dernier livre le théorème du jardin (amds, novembre 2011), m’accusant de promouvoir une antiscience destinée à racoler des lecteurs en exploitant leur goût pour la démolition du savoir établi et vantant au contraire la vertu d’une science officielle fonctionnant de manière irréprochable. Hélas ! elle n’examine aucun des arguments que j’avance dans ma critique et se contente de citer quelques phrases-chocs, qui, sorties de leur contexte de démonstrations, apparaissent comme des provocations infondées. Si toute personne a évidemment le droit de critiquer mon livre (ce que je souhaite d’ailleurs) et de réfuter mon argumentation, je ne peux pas accepter qu’on cède à une réaction épidermique en oubliant de lire et de peser ce qui est écrit.

Pour illustrer la bonne façon, à ses yeux, de servir la science, notre astrophysicienne choisit la dernière découverte-phare de la physique, à savoir la mise en évidence de neutrinos dont la vitesse dépasserait celle de la lumière : un comportement interdit par la relativité restreinte. Elle loue le sérieux du travail des chercheurs, note le nombre élevé de publications concernant le problème (présentant d’ailleurs implicitement cette quantité de production comme gage de qualité, ce qui est un comble), et conclut que « si le résultat est confirmé, il faudra l’expliquer », prévoyant que la nouvelle théorie conçue à cet effet pourra alors se révéler aussi révolutionnaire que la relativité générale ou la mécanique quantique. Rien que ça. Suzy Collin-Zahn fait alors référence à l’objet de mes critiques, à savoir les recherches autour de la matière noire et de l’énergie noire, affirme que les faits d’observation sont incontestables (soutenant à nouveau que des centaines d’articles, que je n’aurais pas lus, prouveraient la validité des données expérimentales) et en conclut qu’il faut bien bâtir une théorie pour expliquer les phénomènes observés.

C’est précisément cette proposition que conteste mon livre. Car elle procède d’une vision simpliste et fausse de la science. Si on porte un regard lucide sur les avancées majeures des siècles passés, l’histoire nous apprend que la science n’a jamais été purement explicative. Aucune théorie réussie n’a jamais été inventée uniquement en vue d’expliquer un fait d’observation. Si elle doit évidemment tenir compte des faits expérimentaux pour se développer, une théorie ne s’appuie pas seulement sur eux pour se construire. La théorie de la relativité générale rend compte de l’avance auparavant inexpliquée du périhélie de Mercure (cette rotation de 43 secondes d’arc par siècle de l’ellipse parcourue par la planète autour du Soleil) : elle n’a pas été inventée en vue d’expliquer cette avance du périhélie. Cette même relativité générale a prévu l’expansion de l’espace-temps : elle n’a pas été inventée pour expliquer l’observation (de toute façon ultérieure) de la fuite des galaxies par Hubble. Grâce à sa célébrissime formule E=mc² la relativité restreinte a fourni l’explication de la longévité du Soleil : elle n’a pas été faite pour cela. La théorie de la gravitation newtonienne a expliqué comment une loi d’attraction inversement proportionnelle au carré de la distance (il s’agit de la fameuse loi de la gravitation universelle, dite en 1/r²) conduisait les planètes à décrire une ellipse autour du Soleil : elle n’a pas été conçue pour « expliquer » la loi purement observationnelle énoncée auparavant par Kepler selon laquelle Mars et les autres planètes parcouraient une orbite elliptique. La science est toujours née de la rencontre miraculeuse entre une théorie (gravitation à la Newton, gravitation à la Einstein, etc.) et une observation (ellipse de Kepler, fuite des galaxies de Hubble, etc.). Jamais de l’élaboration d’une théorie créée de toute pièce pour rendre compte d’un résultat expérimental.

Les cosmologistes connaissent bien cette façon vicieuse de produire des explications arbitraires face à des observations. C’est à juste titre qu’ils reprochent à des chercheurs refusant la théorie du Big Bang de tenter d’expliquer le décalage vers le rouge de la lumière des galaxies (c’est-à-dire l’augmentation de longueur d’onde de cette lumière, qui traduit précisément la fuite des galaxies) par des théories exotiques et arbitraires, comme par exemple celle de la « lumière fatiguée ». Mais, l’arroseur devenant l’arrosé, c’est bien une faute analogue que les cosmologistes actuels commettent en essayant d’expliquer à tout prix à leur tour un désaccord (par ailleurs douteux, je vais y venir) entre modèle et observation. Ce faisant, ils se sont mis dans la situation stérile et vaine que je dénonce dans mon livre.

Le deuxième volet de mon argumentation contre la matière noire et l’énergie noire —que mon adversaire ignore superbement, comme le précédent— procède comme suit. Les observations des cosmologistes concernent les galaxies, ou plus précisément les étoiles constituant les galaxies. Ces galaxies comportent en moyenne 10 000 atomes par centimètre cube. Or il faut savoir que les modèles dont se servent ces mêmes cosmologistes (tous sans la moindre exception) ont trait à des univers homogènes dont la densité (le terme employé de façon vicieuse par les astronomes pour désigner la masse par unité de volume) aurait au temps présent la valeur d’un atome par million de centimètres cubes, soit dix milliards de fois moins que la densité d’une galaxie. Cette procédure est incroyable : d’un côté on observe des objets compacts, les galaxies, de l’autre on modélise l’Univers par un système théorique essentiellement vide constitué d’atomes répartis uniformément à travers l’espace. Je prétends que rien ne garantit a priori la justesse d’une telle analyse. Pour traduire autrement cette situation rocambolesque (pâte homogène et vide pour la modélisation théorique, grumeaux compacts pour la réalité) rappelons que les observations sont relatives au mouvement des galaxies (la mesure de leur vitesse radiale, c’est-à-dire le long de la ligne de visée, est l’une des mesures les plus faciles de l’astronomie) alors que les cosmologistes sont à l’heure actuelle complètement incapables d’écrire les équations qui permettraient d’expliquer ce mouvement des galaxies. Le problème est trop compliqué et défie les théories les plus avancées en relativité générale. Par exemple, les cosmologistes sont impuissants à dire avec une certitude s’appuyant sur des équations solides ce qui dans l’Univers est en expansion et ce qui ne l’est pas. La Terre n’est pas en expansion, ni le système solaire, ni notre galaxie, ni l’amas des galaxies proches. Mais où s’arrête cette non-expansion pour faire place à l’expansion globale de l’espace-temps, nul ne le sait. En bref, les cosmologistes parlent d’une expansion qu’ils ne savent pas décrire. Cette situation aberrante jette un doute sur toutes les analyses rapportant les observations aux prédictions d’un modèle homogène à 1 atome par mètre cube. Et s’il est permis de discuter cette conclusion, il est scientifiquement malhonnête de mépriser l’argumentation qui y a conduit.

Le débat sur les dérives de la science sera-t-il ouvert loyalement ? Ou étouffé sous les cris d’effroi de scientifiques se sentant menacés dans la sécurité confortable mais aveugle de leur position dominante ?

Christian Magnan
Astrophysicien, sous-directeur de laboratoire honoraire du Collège de France

La réponse de Suzy Collin-Zahn

Je réponds ici point par point aux arguments de la lettre de Christian Magnan.

En ce qui concerne d’abord les « phrases chocs sorties de leur contexte », voici un extrait de la quatrième de couverture du livre de Christian Magnan, sensée en représenter la quintessence. Elle est riche en « phrases chocs » comme on peut le constater. Elle commence ainsi :

« Selon Christian Magnan, la science du ciel subit une décadence galopante. Cet astronome professionnel nous montre comment les chercheurs, aveuglés par le productivisme informatique et devenus esclaves de leurs schémas formels, sont tombés dans des spéculations sans fondement comme la matière noire, l’énergie noire ou l’infini. S’opposant à la passivité de jugement de la cosmologie officielle, cet ouvrage se livre à une analyse critique des théories en vogue et réexamine les questions que nous nous posons sur l’Univers. »

C. Magnan dit ensuite à propos des neutrinos « plus rapides que la lumière », que je (c’est à dire moi-même) « note le nombre élevé de publications concernant le problème (présentant d’ailleurs implicitement cette quantité de production comme gage de qualité, ce qui est un comble) ». Or si je souligne que cette découverte a donné lieu à plus d’une centaine d’articles en deux mois, je précise que c’est sur le serveur de prépublications arXiv.org, ce qui signifie que ce ne sont pas des « publications » car ils n’ont pas encore été soumis à l’appréciation de rapporteurs, et il est probable que beaucoup ne seront jamais publiés. Par contre, c’est une démarche qui me paraît normale puisque ces articles « cherchent à détecter des causes d’erreurs ou à proposer des explications », et qu’ils ont conduit l’équipe à « se livrer en ce moment à de nouveaux tests suscités en partie par les réponses qu’elle a reçues ». Notons qu’à l’heure où j’écris ces lignes, il semble que la cause de l’erreur ait été détectée.

Prenons la suite. Oui, j’affirme que les faits d’observation concernant des différences par rapport à ce que l’on attendrait de la présence de seulement la matière visible dans l’univers sont incontestables, quelle que soit l’interprétation qu’on en donne ! Il s’agit de données d’observations vérifiées et revérifiées, obtenues par un ensemble d’expériences différentes et par de nombreuses équipes depuis plus de quarante ans !!! Par exemple, les anomalies des « courbes de rotation des galaxies », y compris de la nôtre, ne demandent pour être mises en évidence aucune autre hypothèse que la simple loi de la gravitation Newtonnienne. On peut évidemment la remettre en cause, et c’est bien ce qui est fait par plusieurs groupes de chercheurs actuellement dans leurs tentatives d’explication.

Passons maintenant au fond du livre, dont C. Magnan dit qu’il réside dans la proposition « qu’aucune théorie réussie n’a jamais été inventée uniquement en vue d’expliquer un fait d’observation ». Mais d’où sort-il une telle affirmation ? S’il est vrai qu’elle s’applique partiellement à la Relativité Générale, qui représente un cas tout à fait particulier et remarquable de ce point de vue, entre autre parce que Friedman en a déduit l’expansion de l’Univers avant qu’elle ait été découverte par Hubble (en fait par Lemaître, comme je l’ai expliqué récemment dans une « brève »), elle est fausse dans son ensemble  : Einstein s’est posé la question de la généralisation de la Relativité Restreinte car celle-ci ne pouvait expliquer le principe d’équivalence (tous les corps tombent à la même vitesse et donc un champ de gravitation est équivalent à une accélération unique). Et qu’en est-il de la relativité Restreinte, inventée pour expliquer l’expérience de Michelson et Morlay de la vitesse constante de la lumière, qui mettait à mal l’hypothèse de l’éther ? Qu’en est-il de la mécanique quantique où la dualité ondes-corpuscules a été imposée par les observations d’interférences et par le problème de la divergence des formules classiques du corps noir ? Qu’en est-il de la théorie des champs, des interactions faibles et fortes, issues de la nécessité d’expliquer entre autres les réactions nucléaires et la radio-activité ? Et l’on pourrait continuer longtemps la liste des théories créées pour expliquer des observations ! Jusqu’à la théorie de la gravitation universelle de Newton. Celui-ci, contrairement à ce qu’affirme C. Magnan, a montré que si une planète se meut sur une ellipse dont l’un des foyers est occupé par le soleil, comme l’avait observé Kepler, et si on suppose que la force attractive est dirigée vers ce foyer, alors cette force est en 1/Rcarré. En passant à d’autres domaines, on peut parler par exemple de la théorie Darwinienne, qui est issue des observations et de rien d’autre. Serait-ce que C. Magnan ne lui donne pas le statut de « théorie » ? S’il est vrai que la Science est toujours le résultat d’une rencontre entre l’observation et la théorie, cette rencontre n’est généralement pas « miraculeuse » comme il l’affirme ! Elle est voulue. Quand les observateurs ou les expérimentateurs découvrent un phénomène nouveau, les théoriciens cherchent à l’expliquer, quoi de plus normal ?

Passons maintenant au deuxième volet. C. Magnan écrit : « Les observations des cosmologistes concernent les galaxies, ou plus précisément les étoiles constituant les galaxies. Ces galaxies comportent en moyenne 10 000 atomes par centimètre cube. Or il faut savoir que les modèles dont se servent ces mêmes cosmologistes (tous sans la moindre exception) ont trait à des univers homogènes dont la densité… aurait au temps présent la valeur d’un atome par million de centimètres cubes, soit dix milliards de fois moins que la densité d’une galaxie. » Là, C. Magnan s’attaque à la construction des modèles cosmologiques. Remarquons tout d’abord que toutes les études dynamiques d’objets particuliers, qui indiquent l’existence de matière noire, n’ont que faire d’une densité moyenne de l’univers. Elles s’appuient sur les lois de la gravité, et l’interprétation des décalages spectraux qui permettent de comprendre les distribution de vitesses des galaxies au sein des amas de galaxies par exemple. Bien sûr une remise en cause de la Relativité Générale pourrait changer l’interprétation des observations et il y a de nombreux chercheurs au sein de la communauté pour explorer, avec des succès divers, de tels chemins de traverse. Il y a pourtant un ensemble d’observations qui résistent aux interprétations alternatives, ce sont celles qui concernent le fond diffus cosmologique – celui qu’on appelle aussi le « rayonnement fossile ». Là, il est en effet besoin d’introduire la densité moyenne de l’univers mais à une époque où l’univers était pratiquement homogène - il n’y avait ni étoiles ni galaxies - et où la densité était d’environ un milliard d’atomes par mètre cube, donc tout à fait comparable à celle des galaxies actuelles, puisque cette question semble préoccuper beaucoup C. Magnan. Ce qu’on observe ce sont les faibles fluctuations de densité d’un gaz (plus précisément les fluctuations de température et de polarisation de sa surface de dernière diffusion) qui révèlent de façon indubitable la présence d’une matière pesante, invisible : la matière noire. Soulignons que la forme de ces fluctuations avait été prédite avec succès une décennie avant leurs observations détaillées, aboutissement de deux décennies de recherche sur la théorie des perturbations cosmologiques. La théorie des instabilités gravitationnelles en présence de matière noire est l’une des constructions les plus abouties et les plus élégantes de la cosmologie moderne. C. Magnan, qui croit qu’il n’y a rien eu de neuf en cosmologie depuis cinquante ans, se prive d’un grand plaisir intellectuel en l’ignorant.

Et lorsque C. Magnan affirme que les cosmologistes sont impuissants à dire avec certitude ce qui dans l’Univers est en expansion et ce qui ne l’est pas, c’est encore complètement faux. Les observations montrent que la plupart des galaxies et des amas de galaxies ne sont plus en expansion, car la contraction gravitationnelle qui leur a donné naissance a pris le pas sur l’expansion, et un équilibre entre l’énergie thermique et l’énergie gravitationnelle a été atteint. Par contre ce n’est pas le cas pour des amas extrêmement lointains qu’on observe alors dans leur période de formation.

Pour terminer, je reprends la dernière phrase de C. Magnan : « Le débat sur les dérives de la science sera-t-il ouvert loyalement ? Ou étouffé sous les cris d’effroi de scientifiques se sentant menacés dans la sécurité confortable mais aveugle de leur position dominante ? ». Il faut croire que C. Magnan n’a pas fait de recherche depuis longtemps pour affirmer que les chercheurs sont « dans la sécurité confortable mais aveugle de leur position dominante », alors que leurs budgets sont coupés drastiquement, que les choix reposent sur des décisions autoritaires et qu’aucun ne sait à l’heure actuelle s’il aura les moyens de continuer sa recherche l’année suivante. Ils sont évidemment dans une situation « confortable » car la plupart ne sont pas menacés d’être mis à la porte. Ce qui n’est d’ailleurs pas le cas des nombreux jeunes chercheurs « précaires » qui sont sur des sièges éjectables. Les « dérives » de la science, elles existent, et de nombreux scientifiques dénoncent en effet en ce moment précisément cette précarité de la recherche, son évaluation technologique, le « publish or perish » que je mentionnais dans ma brève. Quant au débat scientifique, il existe et a toujours existé au sein de la « science officielle », et c’est ainsi que des théories ont été rejetées ou d’autres acceptées après des années de discussions et d’observations. Il suffit de lire les articles publiés dans le passé et actuellement pour s’en convaincre. Mais ce débat doit avoir lieu entre des personnes qui ont l’honnêteté de rentrer à fond dans les sujets et de ne pas se contenter de publier des livres grand public, en utilisant des affirmations « chocs » qui, je le répète, auront toujours la faveur d’un public non averti et peu enclin à perdre du temps pour lire une argumentation complexe et difficile.

Je me suis contentée dans ce petit texte de commenter les arguments de C. Magnan dans sa réponse à ma brève. Il y aurait bien d’autres choses à dire à propos de son livre lui-même, mais je ne peux pas me livrer ici à une critique plus détaillée, qui nécessiterait une bien plus longue argumentation. Il serait sans doute nécessaire qu’elle ait lieu dans le futur pour qu’il n’y ait pas qu’un seul son de cloche qui soit relayé dans les medias, celui de la critique stérile, simple posture, vide de toute démarche scientifique.

Suzy Collin-Zahn
Astronome – Directeur de recherche émérite CNRS
Mis en ligne le 19 mars 2012
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