Fermez les yeux et essayez d’imaginer le rien.

Trop tard. Il y a de fortes chances que vous ayez déjà pensé à quelque chose : peut-être la couleur noire, ou le mot “rien”, qui ne sont ni l’un ni l’autre rien.

Pondérer le rien pourrait être considéré, au mieux, comme une forme de méditation, et, au pire, comme une perte de temps totale. Ou, elle le serait, si ce n’était le simple fait qu’il existe une question non résolue au cœur de la physique qui exige au moins une certaine considération de cette matière, ou de son absence : pourquoi y a-t-il quelque chose (notre univers) au lieu de rien ?

Le rien est un concept si faussement simple qu’il habite l’étrange intersection de la science, de la philosophie et du langage lui-même. Comme un enfant qui demande “Pourquoi ?” jusqu’à l’absurde, essayer d’aller au fond de ce problème peut être assez frustrant, alors j’ai demandé l’aide d’un physicien et d’un philosophe pour avoir une idée de ce que – si tant est qu’il y ait quelque chose – “rien” signifie. Apparemment, c’est aussi une question frustrante pour les experts.

Qu’est-ce que rien, selon la physique ?

Sean Carroll est un physicien théoricien et cosmologiste à l’Institut de technologie de Californie. Le rien a été une de ses préoccupations récentes, dans la mesure où il est lié à quelque chose.

Dans un récent article de blog, un épisode de podcast et un chapitre du Routledge Companion to the Philosophy of Physics, tous intitulés “Why Is There Something, Rather Than Nothing ?” Carroll a tenté de répondre à cette question dans les termes les plus simples possibles.

“La science et la philosophie s’attachent à demander comment les choses sont, et pourquoi elles sont comme elles sont. Il semble donc naturel de passer à l’étape suivante et de se demander pourquoi les choses sont tout court”, écrit-il dans ce chapitre. “Notre expérience du monde, qui est confinée à une fraction extraordinairement minuscule de la réalité, ne nous laisse pas bien équipés pour penser de manière appropriée à la question de son existence.”

Le véritable néant est très différent du simple “espace vide”, même si cela pourrait être une définition quotidienne utilisable, m’a dit Carroll lors d’un récent appel Skype.

“Dans la théorie quantique des champs, que nous pensons être notre meilleure façon de décrire l’univers que nous avons actuellement, l’espace vide est plutôt intéressant”, a-t-il expliqué. “Même s’il est aussi vide qu’il peut l’être, il y a toujours des mécaniques quantiques -elles sont juste dans un état d’énergie zéro ne faisant rien. Mais vous pourriez sonder le vide, comme le fait la physique des particules, et découvrir ses propriétés.

“L’espace vide est un endroit très intéressant dans la physique moderne ; il s’y passe beaucoup de choses, alors que, si ce n’était rien, il ne se passerait rien”, a-t-il ajouté.

“Il est probablement préférable de considérer le rien comme l’absence même d’espace et de temps, plutôt que l’espace et le temps sans rien en eux”

Les états quantiques sont des fonctions d’onde qui mesurent les niveaux d’énergie imprévisibles des atomes et des particules avec une grande précision. Un système mécanique quantique dans son état d’énergie le plus bas pourrait ressembler à rien, même d’un point de vue mathématique, mais il y aurait quand même d’infimes particules et de l’énergie qui rebondissent à l’intérieur.

Que ce soit un trou dans le sol ou les vastes étendues d’espace entre les corps célestes, ces espaces “vides” sont remplis de quelque chose qui a des propriétés physiques. Ce vide n’est pas rien, du moins en ce qui concerne Carroll et ses contemporains.

Mais ce n’est qu’une façon de comprendre ce problème. L’autre est encore plus hallucinante : l’absence d’espace-temps tout court, “vide” ou autre.

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“Juste vraiment le néant – pas un vide de théorie quantique – juste l’absence de quoi que ce soit”, a déclaré Carroll. “Étant donné que nous sommes dans un monde post relativité générale, nous savons que l’espace et le temps ne sont pas fixes et absolus ; ils sont dynamiques. Einstein a dit que l’espace et le temps sont déformés par l’énergie, il est donc probablement préférable de considérer le néant comme l’absence même d’espace et de temps, plutôt que l’espace et le temps sans rien dedans. Il y a une grande différence entre l’espace vide et le rien.”

Bien qu’il soit important de garder cette définition du rien à l’esprit, ajoute Carroll, elle n’est pas vraiment utile au domaine de la physique. “‘Quelque chose’ est intéressant ; le néant n’est intéressant que dans la mesure où il est l’absence de quelque chose”, a-t-il dit.

En fin de compte, Carroll a dit qu’il ne perd pas le sommeil à cause de la question “Qu’est-ce que le néant ?” même si c’est une chose fascinante à laquelle il faut réfléchir.

“Je pense que la question de “Pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien ?” est intéressante, mais la réponse est probablement “C’est comme ça”, a-t-il conclu. “Il n’y a probablement rien de plus profond que ça. Ce n’est pas comme si le rien était une inconnue mystérieuse ; c’est simplement l’absence de quoi que ce soit. C’est tout ce qu’il y a à dire à ce sujet. Il n’y a rien de plus à apprendre sur le rien. Tout ce qu’il y a à apprendre est sur quelque chose.”

Qu’est-ce que le rien, selon la philosophie ?

La science n’a pas le monopole du rien. Jim Holt est un philosophe qui a écrit sur un large éventail de sujets scientifiques, des origines de l’univers à une histoire philosophique des blagues. Il a également abordé la mécanique quantique et le néant dans un TED Talk intitulé “Pourquoi l’univers existe-t-il ?”

Pour Holt, le rien pur est non seulement intelligible pour l’esprit humain, mais aussi descriptible à l’aide d’un raisonnement philosophique, ce qui constitue un autre excellent point de départ pour quelqu’un qui réfléchit à cette question. Il soutient que le ” rien ” – non pas un espace vide rempli de choses invisibles, comme le met en avant la physique quantique, mais littéralement rien – peut être facilement décrit en utilisant uniquement la logique formelle.

” Vous pouvez décrire de manière cohérente un état de néant ; c’est facile à faire “, m’a dit Holt au téléphone. “C’est un état dans lequel tout n’est pas auto-identique. Si pour tout x, x est inégal à x ; cette phrase de logique décrit un état de néant. Elle n’aide pas l’imagination, mais elle ne donne pas lieu à des contradictions. Elle ne peut être vraie que si rien n’existe, car si quelque chose existe, elle est égale à elle-même. “

“Je n’ai jamais pu comprendre le néant complètement, mais je peux m’en approcher lorsque je regarde le bowling professionnel à la télévision”

Utiliser le raisonnement scientifique pour comprendre comment quelque chose a émergé du néant, soutient Holt, est une tentative du physicien de répondre à une question métaphysique. Plus précisément, il s’oppose à la théorie des champs quantiques, qui postule que l’univers a pu exploser à partir d’un vide quantique grâce à l’inflation.

La théorie de l’inflation a été initialement proposée comme une sorte d’addendum à la théorie du Big Bang dans les années 1980. Elle soutient que l’inflation cosmique a fait passer l’univers de l’échelle quantique à l’échelle astronomique en un temps très court (entre 10-35 secondes et 10-33 secondes après le Big Bang), donnant lieu à l’échelle et à la structure de l’univers dans lequel nous vivons actuellement.

Mais si l’univers a surgi du néant, conformément à un ensemble de lois physiques, alors d’où viennent ces lois ? Existaient-elles avant l’univers ? Si oui, cela ne signifierait-il pas que l’univers n’a pas émergé du néant ? “Les lois de la théorie quantique des champs peuvent faire surgir un monde de l’abîme, ce sont donc des entités très mystérieuses. Mais ce sont tout de même des entités. Ils ne sont pas rien”, m’a dit Holt.

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Donc, qu’est-ce que le rien alors ? Selon Holt, même si nous ne pouvons pas décrire ses propriétés – ou même l’imaginer – c’est concevablement la façon dont les choses auraient pu tourner.

“Le rien est la façon la plus simple dont la réalité pourrait tourner ; c’est la moins arbitraire, car elle exclut tout”, a déclaré Holt. “Une fois que vous prenez cela au sérieux, vous commencez à penser : “C’est ainsi que cela aurait dû être ; pourquoi y aurait-il quelque chose plutôt que rien ?”. Non seulement il y a quelque chose, mais il y a un type très particulier de quelque chose que nous voyons autour de nous.”

En fait, le rien est une invitation à considérer ce qui existe – ce qui est quelque chose, pour être sûr. Rien, pour tout son néant, est l’un des plus maigres morceaux intellectuels à mâcher.

“C’est un mélange intéressant de philosophie, de science, d’analyse conceptuelle et de théologie, et de décider des limites du langage”, a déclaré Holt. “Pour les gens qui sont curieux des questions intellectuelles abstraites, c’est un festin.”

Rien ne compte vraiment

Notre cerveau est câblé pour comprendre les choses comme des entités discrètes, mais cela ne signifie pas que nous ne pouvons pas envelopper nos esprits autour de l’idée de l’absence de toute propriété. En fait, faire cela peut créer une appréciation plus nuancée de l’univers.

“Je pense vraiment compréhensible”, a déclaré Carroll. “Nous ne pensons pas que l’univers a un bord dans l’espace, mais il pourrait avoir eu un début – nous ne le savons pas avec certitude, mais c’est certainement plausible. S’il y a un moment, et qu’après ce moment il y a eu quelque chose, alors il n’y a rien de l’autre côté. On est tenté de dire : “Avant ce moment, il n’y avait rien. Mais il vaut mieux dire : ‘Avant ce moment, il n’y a rien'”

Holt a dit que le rien peut être intelligible par la logique, mais que vous ne pourrez probablement pas le visualiser à moins d’avoir un abonnement aux sports par câble. “Je n’ai jamais pu comprendre le néant complètement, mais je peux m’en approcher lorsque je regarde le bowling professionnel à la télévision”, a-t-il plaisanté.

Cette référence au bowling n’a peut-être aucune validité scientifique ou philosophique, mais elle illustre l’absurdité d’essayer de comprendre ce qui ne peut nécessairement pas exister. Pourtant, à tout le moins, poser une question aussi absurde que “Qu’est-ce que le rien ?” nous rappelle qu’il y aura toujours des idées à la limite de la compréhension humaine, et des humains défiants prêts à affronter cette absurdité et à creuser davantage.

“Je suis ouvert à avoir de meilleures réponses”, dit Carroll. “La satisfaction est quelque chose que nous pouvons espérer, mais pas exiger, lorsque nous parlons de l’univers. C’est à nous, en tant qu’espèce, de cultiver la maturité intellectuelle pour accepter que certaines questions n’ont pas le genre de réponses qui sont conçues pour nous faire sentir satisfaits.”

Alors, qu’avons-nous appris ici ? Avec un peu de chance, quelque chose.

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