Intervenant 2015

Harry CliffPhysicien des particules à l’université de Cambridge collaborant avec le CERN.

Einstein, le LHC et l'avenir

Harry Cliff est un physicien des particules de l’université de Cambridge qui travaille sur le Grand collisionneur de hadrons (LHC), la plus importante expérience scientifique menée actuellement au CERN, près de Genève. Il est également le curateur principal de la nouvelle exposition du musée des Sciences à Londres qui célèbre l’oeuvre d’Albert Einstein et sa théorie générale de la relativité, publiée en 1915. Une centaine d’années plus tard, la science se retrouve à un nouveau moment charnière. Les physiciens vont peut-être devoir abandonner quelques-unes de leurs idées les plus chères héritées du passé pour réaliser de nouveaux progrès dans le futur.

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« Pour avancer, il faut parfois renoncer à tout ce à quoi on a cru jusque-là ».

Compte rendu : Einstein, le LHC et l'avenir

En 1915, il y a tout juste 100 ans, Albert Einstein publiait sa théorie de la relativité générale. On ne saurait trop insister sur toute l’importance qu’ont eue les travaux d’Einstein dans les progrès de la physique moderne. Or voilà qu’aujourd’hui, les principes mêmes posés par Einstein sont remis en question par récents développements de la physique quantique. « La théorie de la relativité est en quelque sorte une théorie sur l’espace-temps, résume Harry Cliff. Or les notions même de temps et d’espace n’ont plus leur raison d’être, n’ont plus de sens dans l’univers de l’infiniment petit que l’on étudie…

En 1915, il y a tout juste 100 ans, Albert Einstein publiait sa théorie de la relativité générale. On ne saurait trop insister sur toute l’importance qu’ont eue les travaux d’Einstein dans les progrès de la physique moderne. Or voilà qu’aujourd’hui, les principes mêmes posés par Einstein sont remis en question par récents développements de la physique quantique. « La théorie de la relativité est en quelque sorte une théorie sur l’espace-temps, résume Harry Cliff. Or les notions même de temps et d’espace n’ont plus leur raison d’être, n’ont plus de sens dans l’univers de l’infiniment petit que l’on étudie notamment au Grand collisionneur de hadrons du CERN. » En son temps, Albert Einstein n’avait pas hésité à remettre en question les principes établis de son époque. Il est en va de même aujourd’hui avec sa théorie de la relativité.

Curateur principal de la récente exposition du musée des Sciences de Londres qui célèbre l’œuvre d’Albert Einstein, Harry Cliff a rappelé qu’il y a un siècle précisément Albert Einstein, 36 ans, présentait devant l’Académie des sciences de Berlin sa théorie de la relativité. Quelques années, vérifications et interrogations plus tard, la communauté scientifique mesure l’impact de cette théorie qui remet en cause nombre de connaissances données jusqu’alors pour acquises. Et de nombreux champs d’étude s’ouvrent alors aux scientifiques, à l’instar de la théorie du big bang ou de la tentative d’explication des trous noirs qui en sont issus.

Le Grand collisionneur de hadrons, un pas décisif

En renonçant à l’idée d’un temps et d’un espace absolus, Albert Einstein a apporté une contribution déterminante à l’histoire des sciences, quand bien même sa théorie est aujourd’hui remise en cause par des avancées scientifiques majeures. Et d’autres expériences devraient permettre d’avancer plus encore. À cet égard, la contribution du Grand collisionneur de hadrons (LHC) du Cern pourrait être décisive. Harry Cliff, partie prenante de ces expériences, ne cesse de s’émerveiller devant cet outil fantastique : « Le LHC est la machine la plus extraordinaire qui ait jamais été construite. Quand des scientifiques ont commencé à concevoir le LHC, la technologie nécessaire à sa réalisation n’existait pas. Il y a 20 ans, on a supposé que ces technologies seraient inventées et on est donc allés de l’avant. Et on a eu raison de penser ainsi. Il en va de même du prochain accélérateur qui verra peut-être le jour dans 20 ou 30 ans. »

Et le scientifique de poursuivre : « Ce qui est extraordinaire, c’est la précision avec laquelle nous travaillons. L’échelle à laquelle nous opérons est 100 millions de fois plus petite que celle de l’atome. C’est absolument remarquable. Dans une autre perspective, les expériences menées au LHC ont cela d’extraordinaire qu’elles mettent à contribution 10 000 personnes issues de plus de 100 pays. N’est-il pas incroyable de constater que cette collaboration a fonctionné alors que la plupart des personnes ne savent même pas monter un meuble Ikea ? » .

Einstein battu en brèche ?

Reste que les interrogations portant sur les vérités d’aujourd’hui sont impressionnantes. Albert Einstein lui-même ne serait sans doute pas effrayé de voir sa théorie battue en brèche, lui qui avait su remettre en cause des principes fondateurs de l’époque. Ainsi, l’exploration de l’infiniment petit laisse à penser que, au-delà de la relativité du temps et de l’espace, c’est le concept même de temps et d’espace qui doit être remis en question. Harry Cliff : « C’est comme demander ce qu’il y a au nord du pôle Nord ou avant le big bang ? À un moment donné, l’interrogation n’a plus de sens, donc la réalité perçue non plus. Une veste peut être bleue si on la regarde dans son ensemble, mais si on “zoome” dans le tissu, au niveau de l’infiniment petit, ce bleu n’a plus de sens. Il en va de même de l’espace et du temps. Nous devons aujourd’hui faire le même effort intellectuel qu’Einstein à son époque pour être en mesure de remettre en cause des fondements mêmes de la science. Car pour avancer, il faut parfois renoncer à tout ce à quoi on a cru jusque-là. »

Harry Cliff se réjouit par ailleurs de l’intention annoncée par la Chine de construire un accélérateur deux fois plus grand que celui du Cern : « C’est fantastique pour la communauté scientifique internationale qui a tellement de difficultés à réunir les fonds pour ce type de recherches. Le LHC permettra d’obtenir des réponses et des explications sur ce qui demeure des mystères de notre galaxie, mais nous n’allons évidemment pas pouvoir tout élucider. De fait, un nouvel accélérateur encore plus puissant est naturellement bienvenu. Si elle mène son projet à terme, la Chine ira encore plus loin et entrera de plain-pied dans la communauté scientifique internationale. On ne peut que s’en réjouir. Cela étant, pour comprendre la gravité quantique, il faudrait un collisionneur grand comme la galaxie… Il restera donc probablement toujours une part de mystère. »

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