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L'héritage scientifique de Stephen Hawking

Le génie de l'astrophysicien britannique Stephen Hawking, décédé mercredi, s'appuyait sans aucun doute, pour expliquer l'Univers, sur sa capacité à s'inspirer de plusieurs aspects de la science. Des concepts comme le big bang et les trous noirs ont grandement évolué grâce à ses travaux qui se sont échelonnés sur six décennies. Décryptage en six temps.

Sur la nature des trous noirs

Avant les travaux de Hawking, il était généralement admis qu’en raison de la force gravitationnelle de ces objets célestes, aucune matière ni rayonnement ne pouvaient s'en échapper. Les trous noirs étaient ainsi condamnés à accumuler de la matière et à devenir de plus en plus gros.

L’astrophysicien a marié les principes de la physique quantique avec ceux de la relativité générale et de la thermodynamique pour montrer que les trous noirs émettent de l’énergie et des particules et peuvent ainsi perdre de la masse. Ils ne seraient donc pas éternels.

Cette évaporation a d’ailleurs été appelée le rayonnement de Hawking.

Sur le big bang.

Il a affirmé que si l’Univers en expansion a été créé à la suite d’un big bang, il doit être né à partir d’un point infiniment petit (une singularité). Ainsi, on peut ultimement remonter jusqu’à l’instant zéro de l’Univers.

Sur l'existence de mini-trous noirs au moment du big bang

Il a prédit l'existence de minuscules trous noirs très chauds, au début de l'Univers, qui auraient perdu de leur masse jusqu'à ce qu'ils disparaissent dans des explosions de grandes énergies.

Sur le paradoxe de l’« information »

Dans les années 1970, il affirmait que si des particules ou de la lumière pénétraient dans un trou noir, ils disparaissaient à jamais au moment de son évaporation. L’Univers perdait par le fait même cette « information ».

Son collègue américain Leonard Susskind n’était pas d’accord avec lui, et les deux hommes ont échangé grandement sur la question. En 2004, Hawking a concédé que l'information devait être conservée. Mais où?

Sur le modèle d'Univers sans bord

Dans les années 1980, il s’est intéressé, avec son collègue James Hartle, à la notion de « Wave function of the Universe », aussi connue comme le modèle de Hartle-Hawking ou l’Univers sans bord.

Les deux scientifiques théorisent que l'Univers n'a pas d'origine comme nous le concevons habituellement. Il était, avant le big bang, une singularité à la fois spatiale et temporelle.

Ainsi, l'Univers tel que proposé par le duo n'aurait pas de limites initiales, ni dans le temps ni dans l'espace.

Sur Une brève histoire du temps.

Son ouvrage de vulgarisation scientifique sur la cosmologie paru en 1988 a été vendu à plus de 10 millions d'exemplaires. Il explique aux non-initiés des phénomènes comme le big bang, les trous noirs, le cône de lumière ou la théorie des cordes.