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Pourquoi les constantes physiques de l'univers sont-elles si parfaites pour la vie?

Trees against starry sky

Les conditions dans notre petite poche de l'univers semblent parfaitement pour la vie – et le principe anthropique très défaut nous oblige à nous demander pourquoi

Arbres contre le ciel étoilé

Lorsque nous regardons dans l'univers, nous savons que cela peut soutenir la vie – si cela ne le pouvait pas, nous n'existerait pas. Cela a été énoncé de différentes manières au fil des ans, mais la poussée essentielle constitue le cœur d'un argument philosophique connu sous le nom de principe anthropique. Cela semble évident, même tautologique, mais ce n'est pas aussi simple que cela.

Cette histoire fait partie de nos concepts spéciaux, dans lesquels nous révélons comment les experts pensent de certaines des idées les plus époustouflantes en science. Lire la suite ici

Pour vous mettre la tête, commencez par ce que les scientifiques appellent le problème de réglage fin, le fait que notre univers semble parfaitement équilibré sur le bord de l'habitabilité du couteau. De nombreuses constantes fondamentales, de la masse d'un neutron à la force de la gravité, doivent avoir des valeurs très spécifiques pour que la vie soit possible. «Certaines de ces constantes, si vous les faites trop grandes, vous déstabilisez simplement chaque atome», explique Luke Barnes à l'Université Western Sydney en Australie.

Le principe anthropique a commencé comme une tentative d'expliquer pourquoi l'univers est dans cet état apparemment improbable, et cela se résume à une idée simple: l'univers doit être ainsi, sinon nous ne serions pas ici pour l'observer.

Il existe deux formulations principales du principe, qui ont toutes deux été présentées dans un livre de 1986 par les cosmologistes-mathématiciens John Barrow et Frank Tipler. Le principe faible stipule que parce que la vie existe, les constantes fondamentales de l'univers sont – du moins ici et maintenant – dans la gamme qui permet à la vie de se développer. Le principe fort ajoute la puissante déclaration selon laquelle les constantes fondamentales doivent avoir des valeurs dans cette gamme car elles sont cohérentes avec la vie existante. Le «must» est important, car il peut être considéré comme impliquant que l'univers existe pour soutenir la vie.

Si le principe faible est «J'ai entendu un arbre tomber dans la forêt, et donc je dois être dans un endroit où les arbres peuvent pousser», le principe fort dit: «Un arbre est tombé à proximité, et donc cette planète était destinée à avoir des forêts tout au long.»

Pour les scientifiques aujourd'hui, le principe anthropique faible sert de rappel des biais possibles dans les observations du cosmos, en particulier si ce n'est pas le même partout. «Si nous vivons dans un univers différent d'un endroit à l'autre, nous nous retrouverons naturellement dans un endroit qui a des conditions spécifiques propices à la vie», explique Sean Carroll à l'Université Johns Hopkins dans le Maryland.

Quant à la version forte du principe, il y a des physiciens qui le considèrent également utile, parmi eux. Il travaille sur le développement de différentes saveurs de modèles multivers et considère le principe fort comme un guide pratique. Cela implique que, au sein d'un multivers, il y a 100% de chances d'au moins un univers qui est propice à la vie. Ainsi, pour tout modèle multivers donné, plus cette chance est proche de 100%, plus elle est plausible. Si la probabilité est, par exemple, environ 50%, Barnes considère cela comme un bon présage pour la véracité du modèle. « Mais si c'est un-squillion, alors c'est un problème », dit-il.

En vérité, cependant, la plupart des physiciens radient le principe fort comme tout simplement trop fort. Il suggère que l'univers est déterministe; Cette vie était toujours sûre d'émerger, selon Elliott Sober à l'Université du Wisconsin – Madison. « Mais cette probabilité aurait pu être minuscule et que la vie aurait pu apparaître, et les observations seraient les mêmes. »

Où cela nous laisse-t-il? Le principe fort fournit, en surface, une réponse au problème du réglage fin – mais cette réponse est largement considérée comme déraisonnable. D'un autre côté, alors que le principe faible ne fournit pas la raison pour laquelle les constantes de notre univers sont si finement réglées, c'est un outil utile pour les chercheurs. Au fil des principes, celui-ci est plutôt glissant.

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