– Je n’arrive pas à y croire !

Et oui c’est bien réel, je me tiens devant mon idole de toujours, Peter Dann. Le plus grand cosmophysicien que je connaisse. Celui grâce à qui je me suis intéressé à la physique et à l’univers. Cet homme m’a poussé à lire énormément de livres sur le sujet. J’ai même lu tous ses livres ! Je les connais tous !

– Bonjour, petit bonhomme, comment t’appelles-tu ?

– Je suis Hypolite, lui répondis-je un peu timide

– Alors ainsi, tu as réussi à me reconnaître parmi toute la foule présente ici ?

– Bien sûr, vous êtes quelqu’un dont j’apprécie énormément le travail, pour ne pas dire que vous êtes mon idole !

– Oh ! Que tu es gentil !

A ces mots mes parents me rejoignent. Tout d’abord ils regardent Peter l’air suspicieux. Puis ils le reconnaissent enfin. Mon père s’avance.

– Bonjour, monsieur Dann. Allons donc, que faîtes vous dans ce pays ?

– Je vous pose la même question. N’est-il pas commun maintenant de croiser des français aux Etats-Unis ?

– Vous avez raison, il n’en est pas moins étrange de croiser l’idole de notre fils sur un petit marché local, c’est évident que cela est commun bien sûr !

Peter eu un petit rire. Puis il nous explique qu’il se trouvait ici pour réaliser un nouvel ouvrage. Sur les trous noirs. C’est un sujet qui me passionne, je n’hésite donc pas à lui faire part de mes connaissances à ce sujet. Ce qui l’impressionne, je dois dire.

– Et bien ça alors, pour être aussi informé sur le sujet tu dois avoir effectué beaucoup de recherches, ce sujet doit beaucoup t’intéresser ! Quel âge as-tu ?

– Je suis sur ma onzième année.

– Que diriez-vous de venir passer une journée à mes côtés ? Je pourrais te renseigner sur le sujet et tu pourrais voir comment je travaille.

Je regarde mes parents, le regard brillant.

– Nous en serions autant ravi que toi, me dit mon père

– Alors très bien, demain à dix heures tapantes ici sur cette même place

– Dix heures ? Hum, d’accord c’est entendu

* Le lendemain 9H45 *

– Tu es en avance d’un quart d’heure, petit bonhomme.

– Je suis toujours à l’heure monsieur. Je suis très ponctuel.

– Alors c’est parti ! Montez dans ma voiture super-sonic, qui voyage à travers les époques ! Dommage pour vous, c’est une plaisanterie, en revanche nous allons voyager jusqu’à mon laboratoire.

Vingt minutes, c’est le temps qu’il nous aura fallu pour arriver à son laboratoire. Je me demande bien ce que je vais découvrir durant cette journée. C’est vrai je ne tiens plus en place, j’ai fais une liste de questions que je veux lui demander. J’espère qu’il parlera du sujet qui m’intéresse le plus, l’espace-temps et les trous noirs. Nous arrivons devant un un grand bâtiment à étages, cela ressemble à des bureaux d’entreprise. Nous descendons de la voiture et monsieur Dann nous accueille.

– Bienvenue devant mon humble demeure. Nous allons entrer. Vous y verrez mon bureau, mon petit laboratoire qui me sert pour mes expériences et recherches durant mon voyage, et je vous présenterai aussi mes projets en cours et le plus gros sujet qui m’a amené ici.

Tout-en marchant Peter continuait de nous parler de ce qui l’avait poussé à venir aux Etats-Unis et aussi de ce que l’on allait faire durant cette journée, mais malheureusement il n’a pas évoqué les trous noirs. Mais j’ai hâte de savoir ce que je vais apprendre aujourd’hui, j’espère vraiment apprendre beaucoup de choses.

– Alors voilà ! Ne faites pas attention au désordre, j’ai essayé de ranger, mais l’organisation n’est pas mon fort. Néanmoins je m’y retrouve. C’est un désordre organisé. J’espère que cela ne vous dérange pas.

– Oh tiens, ça me rappelle quelqu’un, réponds ma maman

– Et bien voilà, ce désordre dans ma chambre fera de moi un grand astrophysicien reconnu.

– Je n’en doute pas fiston !

Arrivés dans son laboratoire, il nous fait signe de nous installer autour d’une grande table, où il effectue d’habitude ses expériences, enfin je crois. L’atmosphère et l’ambiance de cet endroit paraissent énormément scientifique. Ça sent, je ne sais pas comment l’expliquer mais, ça sent le travail, le laboratoire. A côté de la grande table où nous sommes, il y a une autre table, presque aussi grande, avec trois maquettes. Une du système solaire, un panneau avec de nombreuses photos et textes sur les trous noirs, notamment Sagittarius A* et Cygnus X-1 que je crois reconnaître de là où je suis, et une dernière “maquette” si je peux appeler ça comme ça, je pense que c’est une expérience, je lui demanderais plus tard, parce qu’elle m’intrigue. Cela doit être un représentation de trou noir et de l’espace-temps, je ne sais pas vraiment. Mais monsieur Dann me sort de mes pensées.

– Allez commençons ! Premièrement peux-tu me dire qui est Stephen Hawking ?

– C’est un physicien et professeur de mathématiques à l’université d’Oxford. Ses principaux domaines de recherches sont la physique quantique et la cosmologie. Il a notamment écrit Une brève histoire du temps publié en 1988 si je souviens bien.

– Oui c’est tout à fait ça ! Entrons dans le vif du sujet ! Je vais vous dévoiler sur quoi je travaille en ce moment, ce qui m’a poussé à venir ici. Je travaille sur la conséquence des trous noirs sur l’espace-temps.

– Je crois que vous avez trouvé un ami avec lequel vous entendre, dit mon père en me désignant.

– Oui, c’est vrai, l’espace-temps et les trous noirs sont les sujets que j’apprécie le plus.

– Et que sais-tu sur le sujet ?

– La matière noire représente 80%  de la masse de l’univers. Un trou noir est caractérisé par la présence d’un horizon où la lumière est entraîné vers une singularité centrale. Et la lumière est affectée par la présence de gravité.

– C’est très bien et savais-tu que si un ami plonge dans un trou noir, plus il s’approchera de celui ci, moins vite il tombera. Au moment où il atteindra le rayon de Schwarzschild qui est l’horizon du trou noir, ce mouvement prendra un temps infini. Son image restera figée à l’infini, elle tournera au rouge puis disparaîtra. Par contre pour la personne qui se rapproche du trou noir, le temps pour lui ne changera pas, mais quand il regardera votre montre, un tour sera accompli en une seconde, une milliseconde, une microseconde… Il pourra observer toute l’histoire future de l’Univers et peut-être même sa fin. Dans un trou noir, la gravité devient de plus en plus forte lorsque l’on descend dans le trou noir. Donc la gravité n’est pas la même dans un trou noir. Si un ami allait dans le trou noir les pieds en avant, plus il descendrait, plus la gravité entre ses pieds et sa tête serait différente et donc son corps serait écartelé d’où le nom d’effet spaghetti.

Je crois que cet exemple va me rester en tête. Mais au moins je visualise bien. Je savais déjà que s’il s’écoulait une minute à l’horizon du trou noir, il s’écoulait un an sur Terre. Enfin je crois que c’est quelque chose comme ça.

– Alors dis-moi, connais-tu le nom du trou noir présent au centre de notre galaxie.

– Oui, Sagittarius A* est au centre de la Voie Lactée. Il est situé à environ 26 000 années-lumière de nous ce qui veut dire que ce que nous voyons de lui aujourd’hui est une image datant de 26 000 ans.

– Dans quelle constellation se situe-t-il ?

– La constellation du Sagittaire. Et aussi il fait plus de 4 millions de fois la masse du soleil.

– Effectivement c’est tout juste !

Oui Sagittarius A*, est un sujet que je maîtrise, je me suis assez renseigné, en même temps qui ne connais pas Sagittarius A* ? Mais j’attends que monsieur Dann me parle de l’espace temps. A ce moment là, j’aurais plus de connaissance.

– Avant de parler vraiment de mon sujet, peux-tu me ce qu’est l’espace-temps ?

Bingo !

– La définition la plus simple que l’on peut donner est sûrement un espace à quatre dimensions utilisé dans la théorie de la relativité pour déterminer la position d’un phénomène. D’après Isaac Newton, l’espace et le temps étaient deux notions totalement indépendantes qui pouvaient exister l’une sans l’autre. Il était par exemple naturel de parler de la position d’un corps sans faire référence au moment où celle-ci était mesurée. Mais en relativité les deux , notions vont de pair, elles sont indissociables. Pour cette raison, cette théorie ne peut considérer que des événements, c’est-à-dire des actions qui se produisent en un lieu précis et à un moment donné. Parler de l’espace ou du temps indépendamment l’un de l’autre n’a plus de sens. En conséquence, les physiciens unifient les deux concepts dans une structure plus générale à quatre dimensions, trois pour l’espace, longueur, largeur, profondeur et une pour le temps, appelée l’espace-temps.

– Je n’ai rien n’a ajouter, dit-il surpris.

Il part chercher dans un armoire un gros dossier, vraiment très complet ! Et revient en le posant sur la table accompagné d’un bruit sourd. Je me demande combien pèse ce dossier.

– Quatre kilos !

– Excusez-moi ? (il sait lire dans les pensées en plus ?)

– Ce dossier pèse quatre kilos, approximativement ! Il regroupe toutes mes recherches, concluantes ou non, sur les sujets des trous noirs, de l’espace-temps et de la courbure de l’espace-temps. Il y a aussi mes hypothèses, des biographies et des travaux de personnes qui ont beaucoup influencé ces domaines, mes conclusions, mes expériences et je pense que c’est tout.

– Mais c’est déjà beaucoup, lance mon père.

– Effectivement mais c’est ce qu’il faut. Et encore ce n’est que la moitié de ce que j’ai fait depuis que je suis arrivé au MIT. Il y a mes expériences sur la table là-bas. Un grosse partie aussi sur mes ordinateurs. Et aussi ce que j’ai rédigé par écrit, classé dans mes classeurs sur l’armoire.

– Au MIT ?! Je n’ai pu contenir ma surprise lorsqu’il a terminé de parler.

– Oui, pour mon projet, j’ai été mis en relation avec le département de physique du MIT. Je travaille parallèlement avec un des professeurs de ce département. Cela m’a été bien utile dans mes recherches. Nous avions tout deux des visions différentes, c’est pour ça que les dossiers sont aussi imposants. Ils contiennent nos idées différentes et nos idées communes.

– C’est impressionnant !

– Et oui ! Je vous propose de voir mon projet plus en détails après le déjeuner. Pour ce midi, disons, restaurant ! Il y en a un juste en bas de la rue et il n’est pas mauvais.

Après une heure et demi au restaurant, à parler du pourquoi nous sommes venus aux Etats-Unis et de ce que faisait chacun dans nos vies respectives. Nous sommes retournés au laboratoire de Peter Dann.

– Alors, cet après-midi nous allons parler du sujet exact de ma thèse, la conséquence des trous noirs sur l’espace-temps. Si je te dis “Relativité générale” tu penses à ?

– Albert Einstein, il est né le 14 mars 1879.

– Comment le sais-tu ?

– Je suis né le même jour que lui, je le retiens donc facilement. Il était physicien et théoricien, il a reçu un prix Nobel en 1921. Il est notamment connu pour sa célèbre formule, E=mc², c’est-à-dire l’énergie est égale à la masse fois la célérité au carré.

– Et sais-tu qu’il a été réfugié aux Etats-Unis car il a créé le gaz de la bombe nucléaire.

– J’en ai entendu parler, ça me dit quelque chose.

– Et maintenant qu sais-tu de la relativité générale ?

– La relativité générale est la théorie géométrique de la gravitation publié en 1916 et est la description de la gravitation dans la physique moderne. Dedans, Einstein détermine que les objets massifs cause une distorsion de l’espace-temps, qui est ressenti comme la gravité.

– Combien trouve-t-on de conceptions de la gravitation ?

– Il me semble que c’est trois, ou peut-être quatre.

– Effectivement, c’est trois. Premièrement, la gravitation est une force qui agit entre les corps. En second lieu, la gravitation est une déformation de l’espace temps. Et pour finir, la gravitation est une interaction fondamentale qui s’établit par l’échange de gravitations virtuels.

– C’est pour cela qu’avec la relativité générale, dire que la Terre tourne autour du Soleil devient incorrect.

– Exact ! En fait, la Terre va tout droit dans l’espace-temps, mais c’est l’espace-temps lui-même qui, déformé par cette masse importante qu’est le Soleil, est courbé. Et pour que tu saches, Isaac Newton considérait l’espace et le temps comme absolus, existant “sans aucune référence à quelque chose d’extérieur”. Ils seraient les mêmes pour tout le monde. Dans l’univers d’Einstein, la vision est inversée. Chacun de nous a sa propre horloge et sa propre mesure de distance. Le temps et l’espace peuvent se dilater, se contracter et s’étirer avec la vitesse.

– Donc la vitesse agit comme la fontaine de Jouvence, une fontaine qui ne rajeunit pas mais ralentit le temps sans fin ? Demande alors mon père qui semble vraiment intéressé.

– Pour Einstein, le passage du temps n’est pas réel, le temps ne passe plus : c’est simplement ici, sans mouvement, comme une ligne droite qui irait à l’infini dans les deux directions. Retenez bien ça : La matière dicte la courbure de l’espace. Et l’espace dicte le mouvement de la matière.

– Je sais que deux prédictions clés de la théorie générale d’Albert Einstein, sur la relativité ont été confirmées par la mission de la NASA, Gravity Probe B, selon une annonce des scientifiques.

– Effectivement, je suis impressionné par tes connaissances ! En 2004, un satellite a été lancé à 644 km de la Terre. Il a utilisé quatre gyroscopes ultra-précis, des dispositifs utilisés pour mesurer l’orientation, abrités dans un satellite pour mesurer les deux aspects de la théorie sur la gravité  d’Einstein. Le premier est l’effet géodésique, qui est la déformation de l’espace et du temps, autour d’un corps, comme une planète. Une façon courante de visualiser l’effet géodésique est d’imaginer la Terre comme une boule de bowling et l’espace-temps comme un trampoline. La gravité de la Terre déforme l’espace-temps de la même façon que le ferait une boule de bowling au milieu d’un trampoline.  Le second effet, de la gravité, testé et mesuré par le Gravity Probe B est l’effet lense-Thirring, où aux alentours d’un immense corps en rotation, l’espace et le temps sont en quelque sorte « entraînés » avec le mouvement de rotation.

– Le but de le la mission était donc de faire ce que Einstein croyait impossible à réaliser !

– Tout à fait ! Pour réaliser ces tests, Gravity Probe B a utilisé un appareil appelé suiveur stellaire qui, comme son nom l’indique suit une seule étoile, une étoile guide de référence qui est IM Pegasi. Elle sert, donc, de référence pour mesurer la déviation des gyroscopes embarqués. Si nous vivions dans un univers qui se comporterait comme prévu par Isaac Newton, et qui n’est pas le cas, dans lequel l’effet géodésique et l’effet lense-Thirring ne se produisent pas, alors les gyroscopes resteraient alignés pour toujours avec l’étoile guide. Cette expérience a prouvé que l’espace-temps était déformable. Alors voilà, en une petite heure, je vous ai expliqué en gros, vraiment en superficie l’étude que je mène actuellement. Il y a bien entendu beaucoup plus de subtilités et d’autres choses à voir et toi petit bonhomme, tu as encore toute la vie devant toi pour les apprendre toutes ces choses. Et qui sait, peut-être qu’un jour nous travaillerons ensemble !

– Vous le pensez vraiment monsieur Dann ?

– Oui bien sûr ! Et tu sais tu peux m’appeler Peter maintenant.

– Oui, oui, d’accord.

Après un silence plus ou moins long, pendant plus de cinq minutes Peter faisait des allers et retours partout dans la pièce sans que nous ne sachions la raison. Il se grattait la tête comme pour signifier qu’il réfléchissait. Un crayon dans la bouche il commença à chercher des feuilles, des règles et d’autres crayons. Puis il les posa sur la table où nous sommes actuellement. Il commença à griffonner quelques croquis et sur une autre feuille à effectuer des calculs.

– Que faites-vous monsieur Dann ? je demande.

– J’aimerais effectuer une expérience avec toi enfin avec vous. Afin que vous compreniez tout ce que je vous ai expliqué dans la journée. Un petite expérience toute simple comme celle que vous pouvez voir là-bas, posée sur la table avec ma maquette du système solaire.

C’était donc un expérience, je m’en serais douté.

– Vous voulez que je réalise un expérience avec vous ?

– Oui bien sûr ! Je l’ai déjà effectué tout au début lorsque j’ai commencé à m’intéresser aux trous noirs et à l’espace-temps, je devais être au lycée si je me souviens bien. Elle n’est pas très impressionnante mais je pense qu’elle pourra te servir afin que tu comprennes bien la conséquence des trous noirs sur l’espace temps. Elle sera bien évidemment à notre échelle. Je ne vais pas créer un trou noir dans une boîte je vous rassure.

– C’est génial !

C’est super ! Je vais faire une expérience expliquant un phénomène qui m’intéresse plus que tout, avec LE cosmophysicien dont je connais le plus le travail. Que rêver de mieux ?

– Pour commencer, si tu le veux bien, vas dans la pièce d’à côté, dans le placard sur ta gauche quand tu rentres tu trouveras des saladiers, ramène moi le plus grand.

Je ne sais absolument pas à quoi va servir ce saladier, mais je suis tellement excité que je me rue dans la cuisine, trouve le saladier m’apprête à le lui ramener quand j’entends sa voix qui s’élève à nouveau :

– Oh ! Et en dessous de l’évier il y a un autre placard, dedans il devrait y avoir du film transparent étirable, ramène le aussi.

Je pose le saladier sur la table située au milieu de la pièce et me dirige vers l’évier. Dans le placard effectivement je trouve le film étirable, je le mets dans le saladier et ramène le tout dans la pièce où se trouve mes parents et monsieur Dann.

– Merci c’est bien aimable. Alors c’est parti, pose le saladier au centre de l’établi.

Je suis ses indications. Il part dans un de ses nombreuses armoires chercher un petite boîte en plastique.

– A l’intérieur, il y a toutes les planètes du système solaire.

– Dans cette boîte ?

– Oui, enfin à notre échelle toujours. Ce sont des billes et des boules, de différentes masses et de différentes tailles qui symboliseront les planètes du système solaire pour cette expérience.

– Entendu. Que dois-je faire ?

– Tu vas m’aider, il faut mettre le film étirable sur le saladier, afin qu’il soit bien tendu et lisse.

Je crois que je comprends où il veut en venir. J’ai compris en quoi allait consister l’expérience.

– Voilà. J’ai classé les billes et les boules en fonction de leur taille et de leur masse de façon à ce que la première sur ta gauche soit la première planète ainsi tout naturellement la dernière bille sera Neptune.

– Et maintenant je dois les mettre une part une sur le film étirable qui représente l’espace-temps, afin que je vois la  déformation du film en fonction des masses de ces billes qui sont les planètes.

– Tu as tout compris. Si tu veux tu peux noter sur un tableau les masses, les planètes et tu peux aussi prendre en photo la déformation de chaque “planète”. Nous pouvons à présent réaliser l’expérience.

Après avoir fait toutes les planètes, je regarde ma montre et je vois que la fin de journée approche il est presque 16 heures. Cette journée est passée trop vite, je suis déçu, mais néanmoins extrêmement heureux d’avoir pu passer cette journée juste magique.

– Bon et bien c’est bientôt fini. Bientôt mais pas encore. Je vous réserve encore une dernière surprise et pas des moindre.

– Qu’est-ce que c’est ?

– C’est une surprise, me répond Peter.

Après avoir rassemblé mes affaires, Peter Dann nous explique que la surprise se passe à l’extérieur et que nous reviendrons pas dans son laboratoire. Nous sortons alors dans la rue, nous appelons un taxi. Puis Peter donne un papier avec une adresse au chauffeur et nous sommes partis. Le trajet commence à se faire long au bout de 45 minutes.Mais, c’est aussi le moyen de parler un peu plus avec monsieur Dann. C’est après une heure et quart que je vois LE bâtiment que je reconnais bien évidemment.

– Le MIT !

– Tout à fait ! L’expérience dans mon laboratoire n’était pas très concluante. C’est pourquoi je vous amène ici. Dans un salle d’expérience nous allons pouvoir faire mieux et à une échelle plus grande.

Nous sommes descendu du taxi et Peter nous a amené jusqu’à cette fameuse salle d’expérience qui se situe à l’autre bout de l’établissement, dans le département de physique bien sûr. En entrant dans cette salle je me rends compte qu’elle est au moins deux ou trois fois plus grande que ma simple salle de classe en France. Mais celle-ci est beaucoup plus vide, il y a seulement des ordinateurs sur des bureaux sur les côtés de la salle.

– Je te présente mon collègue nous allons monter la structure pour l’expérience, laissez nous une dizaine de minutes.

On dirait un piscine de jardin  la structure. Mais il n’y a pas de bâche, seulement la structure métallique. Enfin, le collègue de monsieur Dann amène une grande bâche bleue étirable, comme le film transparent de l’expérience de tout à l’heure. Et c’est dans une beaucoup plus grande caisse en plastique que se trouvent des poids censés symboliser les corps présents dans l’espace.

– Voilà, je te confie un poids d’un kilogramme. A toi de le mettre au centre de la bâche, qui comme tu l’as compris j’imagine, est l’espace-temps. Ce poids créer une déformation tu le vois. Et maintenant regarde ce qu’il se passe si je met des billes en rotation autour.

– Elles sont mises en orbite mais se rapproche peu à peu du poids. Mais attendez, cela signifie qu’un jour les planètes vont se rapprocher du soleil et ça sera la mort de la Terre et du système solaire.

– Oui peut-être, dans quelques milliards d’années, nous ne le savons pas vraiment et nous ne serons pas là pour le voir.

– Oui évidemment !

– Mon petit bonhomme, c’est ainsi que s’achève notre magnifique journée.

– Merci beaucoup monsieur Dann

– Peter !

– Merci beaucoup Peter !

– Nous nous retrouverons et n’oublie jamais, Le trou noir, par son imposante taille et sa densité, influence énormément l’espace temps jusqu’à un point où il n’y a plus d’espace ni de temps. Il y a donc la présence d’une singularité. Mais nous ne savons pas exactement ce qui se passe à l’intérieur du trou noir, car c’est aujourd’hui impossible de s’en approcher, d’y entrer et de revenir. Il y a beaucoup de théories à travers le monde sur ce qui pourrait se trouver à l’intérieur et également des théories sur le fait que l’espace temps peut repartir dans le sens inverse de l’autre côté du trou noir. Ce qui voudrait dire que l’espace temps se courbe dans la direction opposée…

Ce n’est que le début de la fin…