Peu de temps après mon inscription à l'Université de Cambridge en 1964, en tant qu'étudiant de troisième cycle, j'ai rencontré un autre étudiant, deux ans plus tôt que moi dans ses études, qui était instable et parlait avec beaucoup de difficulté. C'était Stephen Hawking. On venait de lui diagnostiquer une maladie dégénérative et l'on pensait qu'il ne survivrait peut-être pas assez longtemps, même pour terminer son doctorat. Mais il a vécu jusqu'à l'âge de 76 ans et est décédé le 14 mars 2018.
C'était vraiment étonnant. Les astronomes sont habitués aux grands nombres. Mais peu de chiffres pourraient être aussi élevés que les chances que j'aurais données contre le fait de voir cette vie de réalisations à l'époque. Même la simple survie aurait été une merveille médicale, mais bien sûr, il n'a pas simplement survécu. Il est devenu l'un des scientifiques les plus célèbres au monde, reconnu comme un chercheur de premier plan en physique mathématique, pour ses livres les plus vendus et pour son incroyable triomphe sur l'adversité.
Peut-être étonnamment, Hawking était plutôt décontracté en tant qu'étudiant de premier cycle à l'Université d'Oxford. Son talent lui valut pourtant un diplôme de premier plan en physique et il poursuivit ensuite une carrière de chercheur à l'Université de Cambridge. Quelques années après le début de sa maladie, il était en fauteuil roulant et son discours était un croassement indistinct qui ne pouvait être interprété que par ceux qui le connaissaient. À d'autres égards, la fortune l'avait favorisé. Il a épousé une amie de la famille, Jane Wilde, qui lui a offert une vie familiale reposante ainsi que leurs trois enfants.
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Les années 1960 ont été une période passionnante en astronomie et en cosmologie. C’est la décennie au cours de laquelle des preuves commencent à émerger concernant les trous noirs et le Big Bang. À Cambridge, Hawking se concentra sur les nouveaux concepts mathématiques développés par le physicien mathématicien Roger Penrose, puis à l'University College London, qui initiaient une renaissance dans l'étude de la théorie de la relativité générale d'Einstein.
En utilisant ces techniques, Hawking a établi que l'univers devait être sorti d'une «singularité», un point où toutes les lois de la physique s'effondrent. Il s'est également rendu compte que la zone de l'horizon des événements d'un trou noir - un point auquel rien ne peut échapper - ne pourrait jamais diminuer. Au cours des décennies suivantes, le support d'observation de ces idées s'est renforcé - de manière tout à fait spectaculaire, avec l'annonce, en 2016, de la détection des ondes gravitationnelles provenant de trous noirs en collision.
Hawking à l'Université de Cambridge (Lwp Kommunikáció / Flickr, CC BY-SA) Hawking a été élu membre de la Royal Society, la principale académie scientifique britannique, à l'âge exceptionnellement précoce de 32 ans. Il était alors si fragile que la plupart d'entre nous soupçonnaient qu'il ne pourrait pas atteindre d'autres sommets. Mais, pour Hawking, ce n’était encore que le début.
Il a travaillé dans le même bâtiment que moi. Je poussais souvent son fauteuil roulant dans son bureau et il me demandait d'ouvrir un livre abstrait sur la théorie quantique - la science des atomes, et non sur un sujet qui l'intéressait jusqu'alors beaucoup. Il restait assis immobile pendant des heures, il ne pouvait même pas tourner les pages sans aide. Je me souviens de me demander ce qui lui passait par la tête et si ses pouvoirs étaient défaillants. Mais en l'espace d'un an, il a présenté sa meilleure idée - résumée dans une équation qu'il disait vouloir sur sa pierre commémorative.
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Les grandes avancées de la science impliquent généralement de découvrir un lien entre des phénomènes qui semblaient jusqu'ici sans liens conceptuels. Le «moment eureka» de Hawking a révélé un lien profond et inattendu entre la gravité et la théorie quantique: il a prédit que les trous noirs ne seraient pas complètement noirs, mais dégageraient de l'énergie de manière caractéristique.
Ce rayonnement n'est significatif que pour les trous noirs beaucoup moins massifs que les étoiles - et aucun d'entre eux n'a été trouvé. Cependant, le «rayonnement de Hawking» avait des implications très profondes pour la physique mathématique - en effet, l'une des principales réalisations d'un cadre théorique pour la physique des particules appelé théorie des cordes a été de corroborer son idée.
En effet, le théoricien des cordes Andrew Strominger de l'Université Harvard (avec lequel Hawking a récemment collaboré) a déclaré que cet article avait provoqué «plus de nuits blanches chez les physiciens théoriciens que n'importe quel article de l'histoire». L'important est de savoir si des informations apparemment perdues lorsque des objets tombent dans un trou noir est en principe récupérable du rayonnement quand il s’évapore. Si ce n'est pas le cas, cela viole un principe profondément admis de la physique générale. Hawking pensait initialement que de telles informations étaient perdues, mais a ensuite changé d'avis.
Hawking a continué à rechercher de nouveaux liens entre le très grand (le cosmos) et le très petit (atomes et la théorie quantique) et à approfondir ses connaissances du tout début de notre univers, en posant des questions du type "notre big bang était-il le seul?" Il avait une capacité remarquable à comprendre les choses dans sa tête. Mais il a également travaillé avec des étudiants et des collègues qui écriraient des formules au tableau - il la regarderait, dirait s'il était d'accord et suggérerait peut-être ce qui devrait suivre.
Il était particulièrement influent dans ses contributions à «l'inflation cosmique» - une théorie qui, selon beaucoup, décrit les phases les plus précoces de notre univers en expansion. Un problème clé est de comprendre les graines primordiales qui se développent finalement en galaxies. Hawking a proposé (comme le faisait indépendamment le théoricien russe Viatcheslav Mukhanov) qu'il s'agissait de "fluctuations quantiques" (modifications temporaires de la quantité d'énergie dans un point de l'espace), quelque chose d'analogue à celles impliquées dans le "rayonnement de Hawking" provenant de trous noirs.
Il a également fait des pas en avant pour relier les deux grandes théories de la physique du 20ème siècle: la théorie quantique du micro-monde et la théorie de la gravité et de l'espace-temps d'Einstein.
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En 1987, Hawking a contracté une pneumonie. Il a dû subir une trachéotomie, qui supprimait même le pouvoir de parole limité qu'il possédait alors. Cela faisait plus de dix ans qu'il ne pouvait pas écrire, ni même utiliser un clavier. Sans parole, la seule façon dont il pouvait communiquer était de diriger son œil vers l'une des lettres de l'alphabet sur un grand tableau en face de lui.
Mais il a été sauvé par la technologie. Il avait encore l'usage d'une main; et un ordinateur, contrôlé par un seul levier, lui permettait d'épeler des phrases. Ceux-ci ont ensuite été déclamés par un synthétiseur de parole, avec l'accent américain androïde qui est devenu par la suite sa marque de commerce.
Ses conférences étaient, bien sûr, préparées à l'avance, mais la conversation demeurait un combat. Chaque mot entraînant plusieurs pressions sur le levier, il fallait donc plusieurs minutes pour construire une phrase. Il a appris à économiser avec des mots. Ses commentaires étaient aphoristiques ou oraculaires, mais souvent empreints d’esprit. Dans ses dernières années, il est devenu trop faible pour contrôler cette machine efficacement, même via les muscles du visage ou les mouvements des yeux, et sa communication - à son immense frustration - est devenue encore plus lente.
Hawking en apesanteur (NASA) Au moment de son opération de trachéotomie, il disposait d'un brouillon de livre qu'il espérait pouvoir décrire ses idées à un large lectorat et faire gagner quelque chose à ses deux aînés, qui étaient alors au collège. Après sa guérison d'une pneumonie, il a repris son travail avec l'aide d'un éditeur. Lors de la parution de l'édition américaine de Une brève histoire du temps, les imprimeurs ont commis des erreurs (l'image était à l'envers) et les éditeurs ont tenté de rappeler le stock. À leur grand étonnement, tous les exemplaires avaient déjà été vendus. C'était la première fois que le livre était destiné à un succès retentissant, touchant des millions de personnes dans le monde entier.
Et il est rapidement devenu une figure culte, figurant dans des émissions de télévision populaires allant des Simpsons à The Big Bang Theory. C'est probablement parce que le concept d'un esprit emprisonné errant dans le cosmos a clairement attiré l'imagination des gens. S'il avait atteint une distinction égale dans, par exemple, la génétique plutôt que la cosmologie, son triomphe n'aurait probablement pas eu la même résonance avec un public mondial.
Comme le montre le long métrage The Theory of Everything, qui raconte l’histoire humaine qui se cache derrière son combat, Hawking était loin d’être l’archétype du scientifique sans monde ni nerd. Sa personnalité est restée étonnamment épargnée par ses frustrations et ses handicaps. Il avait un bon sens commun et était prêt à exprimer des opinions politiques énergiques.
Cependant, l'un des inconvénients de son statut iconique est que ses commentaires ont attiré une attention exagérée, même sur des sujets pour lesquels il n'avait aucune expertise particulière - par exemple, la philosophie, ou les dangers des extraterrestres ou des machines intelligentes. Et il était parfois impliqué dans des événements médiatiques où son «scénario» avait été écrit par les promoteurs de causes au sujet desquelles il aurait pu être ambivalent.
En fin de compte, la vie de Hawking a été façonnée par la tragédie qui l'a frappé alors qu'il n'avait que 22 ans. Il a lui-même déclaré que tout ce qui s'était passé depuis était un bonus. Et quel triomphe sa vie a été. Son nom vivra dans les annales de la science et des millions de livres ont vu leurs horizons cosmiques élargis par ses best-sellers. Il a également inspiré des millions de personnes par un exemple unique de réussite contre toute attente - une manifestation de volonté et de détermination étonnantes.
Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation.
Martin Rees, professeur émérite de cosmologie et d'astrophysique, Université de Cambridge
