© Guy Trédaniel éditeur, 2018

ISBN : 978-2-8132-1958-9

Tous droits de reproduction, sur tous supports.

www.editions-tredaniel.com

info@guytredaniel.fr

www.facebook.com/editions.tredaniel

À Jie.

À Nicolas, Théophile, Hippolyte, Garance, Caroline, Monica, Hervé.

Il arrive que des chercheurs soient comme des oiseaux qui se débarrassent de leurs ailes après s’être convaincus que voler était une chose impossible.

LE MUR DU SILENCE

— Alors, Jean-Pierre, on attaque un second ouvrage. Comment envisager les choses ?

— Effectivement, c’est une bonne question. D’abord, à qui s’adresse-t-on ? Aux scientifiques ? Cela semble peine perdue.

— Comment cela ?

— Dès juillet 2016, six mois avant la sortie de notre premier livre1, j’ai tenté d’entrer en contact avec tous les scientifiques français dont les spécialités sont liées au sujet que j’ai abordé, où j’ai publié des travaux solides, dans des revues au plus haut niveau, contrôlées par des referees experts choisis par la revue. Je viens même de placer deux articles importants dans des revues scientifiques au top niveau, le premier dans la revue Astrophysics and Space Science, et le second dans la revue Progress in Physics, au moment où nous composons ces lignes2. Dans l’éventail de ces sujets : la cosmologie, l’astrophysique, la physique des particules. J’ai également démarché tous les laboratoires français, je dis bien « tous », dont les activités ont trait à ces questions. Pour être complet, je me suis même adressé aux trois membres de l’Académie des sciences qui sont, respectivement « Monsieur cosmologie », « Madame astrophysique » et « Monsieur physique des particules ».

— Et ?

— J’ai même écrit au directeur de l’Institut des Hautes Études Scientifique de Bures-sur-Yvette, qui est en France la Mecque de la physique. Je lui ai simplement demandé de pouvoir présenter mes travaux de cosmologie dans le séminaire de cette spécialité, qui est tenu là-bas par l’Académicien Thibaud Damour. Je m’attendais pour le moins à ce qu’il lui fasse suivre mon courrier, mais je n’ai obtenu aucune réponse. C’est comme si le mot d’ordre, dans la communauté scientifique française, était « Jean-Pierre Petit vous sollicite ? Vous ne répondez pas ! »

— C’est fantastique…

— Un véritable mur du silence.

— Pas un mot sur votre modèle JANUS ?

— Pas un mot.

— Mais pourquoi un tel ostracisme ?

— Mes travaux jettent la suspicion sur la validité des leurs. En effet, sur quoi reposent aujourd’hui la cosmologie et l’astrophysique ? Sur deux ingrédients de nature inconnue : la matière sombre et, maintenant, l’énergie noire.

1. Jean-Claude BOURRET, Jean-Pierre PETIT, OVNI : l’extraordinaire découverte, Guy Trédaniel éditeur, 2017.

2. Gilles D’AGOSTINI, Jean-Pierre PETIT, “Contraints on Janus Cosmological Model from recent observations of supernovae type Ia”, Astrophysics and Space Science, June 2018,

http://www.jp-petit.org/papers/cosmo/2018-AstrophysSpaceSci.pdf et J.-P. PETIT : “The Janus Cosmological Model and the fluctuations of the CMB”. Progress in Physics, August 2018, http://www.jp-petit.org/papers/cosmo/2018-Progress-in-Physics.pdf

LE SOLEIL EN EXCÈS DE VITESSE

— Comment ces deux composants ont-ils pris place dans le discours scientifique contemporain ?

— Il y a d’abord des problèmes liés à l’astrophysique. Notre Système solaire appartient à un vaste ensemble, de 100 000 années-lumière de diamètre, notre galaxie, la Voie lactée. Notre Soleil n’est qu’une des 200 milliards d’étoiles qui la composent. Il suit une trajectoire quasi circulaire, à une distance du centre proche de la moitié du rayon1.

L’étoile solaire tourne à 220 km/s. Elle subit donc une force centrifuge qui tend à lui faire quitter la galaxie. Dans la figure ci-après, figurent les vitesses de rotation. Les étoiles représentent les points de mesure. On a représenté par un rond la vitesse de rotation du Soleil : 220 km/s. La courbe en gras représente une valeur de la moyenne de cette vitesse de rotation moyenne. La courbe en maigre représente la vitesse maximale que pourraient avoir les objets empruntant des trajectoires circulaires autour de la galaxie, si la force centrifuge associée à ces mouvements était compensée par l’attraction gravitationnelle liée à la distribution des masses visibles. À la hauteur du Soleil, on voit que cette vitesse limitée est de 180 km/s. Le Soleil est donc en excès de vitesse de 40 km/s.

Position du Soleil dans la Voie lactée.

Les vitesses de rotation dans notre propre galaxie.

— Une vitesse excessive ?

— Je comprends. Sans quelque chose pour le maintenir sur sa trajectoire, le Soleil ficherait le camp immédiatement, et nous avec.

— C’est la même chose pour toutes les galaxies ?

— Ici, on a superposé les courbes de rotation d’une cinquantaine de galaxies spirales :

Vitesse de rotation dans les galaxies spirales.

Même si près du centre, on a des comportements différents selon les cas. À partir d’une certaine distance, on retrouve cette allure générale, avec une tendance vers une vitesse constante, un plateau.

— Donc ce qui autorise ces survitesses périphériques, c’est une matière sombre tapie dans ces galaxies ?

— Le seul problème, c’est qu’on ne l’observe pas.

1. Plus précisément à 27 000 années-lumière du centre galactique.

PAS PLUS DE MACHOS QUE DE BEURRE EN BROCHE

— Si elle existait, on serait censé l’observer comment ?

— On a d’abord pensé que cette masse pourrait être constituée par des étoiles très peu lumineuses, d’une masse inférieure ou égale à celle du Soleil. On leur a donné le nom de « MACHOs1 ». Dans ces conditions, elles émettent si peu de lumière qu’on ne peut mettre en évidence leur existence directement.

— Alors, on fait comment ?

— Toutes les masses ont un effet sur la lumière qui passe à proximité. On appelle cela un « effet de lentille gravitationnelle ». Pour tenter de mettre en évidence l’existence de cette manière noire, on s’est concentrés non sur notre propre galaxie, mais sur une galaxie très proche qu’on appelle le « Nuage de Magellan ». Des télescopes dits « à grand champ » se sont vu confier la tâche de surveiller une très grande quantité d’étoiles à la fois. Le signal qui était recherché était une variation de luminosité d’une de ses étoiles.

— Et on n’a observé aucune variation ?

— Si, mais il existe des étoiles qui fonctionnent comme des marmites dotées d’un couvercle, qui laissent de temps à autre échapper un peu de vapeur. Ce sont des étoiles variables. S’il s’agissait de l’altération de la lumière due à ce passage d’un objet sombre sur la « ligne de vue », cela ne pouvait pas, statistiquement, se reproduire une seconde fois. Donc, chaque fois que cette variation de lumière était constatée, l’attention se portait sur cette étoile-là. Et si cela se reproduisait une semaine ou un mois plus tard, c’est qu’il ne s’agissait que d’une banale étoile variable.

À gauche, le MACHO focalise les rayons lumineux, ce qui accroît la luminosité de l’étoile située à l’arrière-plan pendant son bref passage devant celle-ci.

J’avais un collègue à l’Observatoire de Marseille qui a passé vingt ans de sa vie à traquer ces fichus MACHOs. De temps en temps, il détectait une variation de luminosité. Il était alors tout excité, ne dormait plus. Je le comparerais à un personnage du livre Le Petit Prince. Puis, patatras, pour la énième fois, cet objet se révélait n’être qu’une étoile variable. Il a fait cela pendant des années, jusqu’à ce que la conclusion s’impose. Si la matière sombre existait, cela ne pouvait être sous cette forme.

— C’était le seul candidat ?

1. Massive Compact Halo Objets, ou objets compacts et massifs situés dans le halo des galaxies.

LA CENDRE DU BIG BANG

— Non, on a pensé à des particules hypothétiques qu’on a cherché à détecter.

— Ces particules que les scientifiques conçoivent dans leurs modernes creusets d’alchimistes ?

— Oh, c’est à peu près ça. En physique des particules, on cherche toujours ce qui pourrait exister dans des conditions de température données.

— Pourquoi cette recherche ?

— On ne va pas reprendre ici toute l’histoire de la cosmologie. On sait qu’Einstein avait commencé par essayer de construire un univers stationnaire, vu que personne, à cette époque, n’aurait imaginé une seule seconde que l’univers évolue.

Dans son modèle, la gravitation, liée au contenu en masse, tendait à faire s’effondrer l’univers sur lui-même. C’est ce qui émergeait de l’équation qu’il avait trouvée et publiée en 1917 :

Rμν – Rgμν = χTμν

Einstein, à l’époque de ses publications sur la relativité (1879-1955).

— C’est une très belle équation, et je vous remercie de me l’avoir montrée.

— Il est hors de question de la détailler. Ce que je veux montrer, c’est que pour contrebalancer cette action de la gravitation, le mathématicien allemand Hilbert suggéra à Einstein d’ajouter un terme, matérialisé par la lettre grecque lambda majuscule (Λ), qui traduisait « un pouvoir répulsif du vide ».

Le mathématicien allemand David Hilbert (1862-1943).

L’équation pris alors cette forme :

Rμν – Rgμν – Λ = χTμν

Mais, très vite, ce modèle fut battu en brèche par deux apports qui intervinrent presque au même moment. Le Russe Alexandre Friedmann construisit d’abord une solution instationnaire de l’équation trouvée par Einstein, qui décrivait un univers en expansion à partir d’un point origine.

— À partir de l’équation que vous venez d’écrire ?

— Non, de la précédente, sans cette constante cosmologique, sans ce mystérieux pouvoir répulsif du vide. Il n’en a pas eu besoin.

Le Russe Alexandre Friedmann (1888-1925).

— Vous précisez ses dates de naissance et de décès, pourquoi ?

— Dans cette saga de la cosmologie, certains personnages réalisent des apports très importants, puis disparaissent ensuite rapidement. Faites le calcul. Friedmann fait cette découverte en 1922, mais meurt trois ans après, à seulement 37 ans. À l’autre bout de la planète, en 1929, un Américain, Edwin Hubble, utilisant le puissant télescope Hooker1 sur le mont Wilson, fait deux découvertes coup sur coup. Il identifie d’abord des étoiles qu’on nomme « Céphéides », dans la galaxie d’Andromède, et montre que l’objet antérieurement nommé « nébuleuse » ne se situe pas à l’intérieur de la Voie lactée, de notre galaxie, mais à des millions d’années-lumière de distance de celle-ci2.

L’Américain Edwin Hubble (1889-1953).

Il met ensuite en évidence, en 1929, un mouvement général d’expansion cosmique, qui cadre avec la solution trouvée par Friedmann.

— Mais pas avec celle d’Einstein.

— Et c’est le tout début de la théorie du Big Bang. Celle-ci sera confortée en 1964 par la découverte faite fortuitement par deux autres Américains, Arno Penzias et Robert Wilson.

— Fortuitement ?

— Oui, pas mal de découvertes, surtout les plus importantes, sont le fait du hasard, par exemple celle faite par Hubble. Celui-ci a simplement constaté un mouvement de fuite des galaxies, par rapport à ce point d’observation qu’était la Terre. Il ne s’y attendait pas. Même chose pour Penzias et Wilson, quand ils ont installé cette « oreille », conçue comme un cornet pour sourd. Une grande surface plane sert de réflecteur en canalisant vers l’unité de mesure les ondes issues de l’espace.

Le dispositif de détection de Penzias et Wilson.

— Quelles ondes ?

— Ce dispositif n’avait nullement été conçu pour la cosmologie. Les signaux que Penzias et Wilson se proposaient de capter étaient des ondes radio3 émises depuis la Terre, réfléchies par un satellite se présentant sous la forme d’un immense ballon en plastique métallisé de 30 m de diamètre. Mais, avant même que le programme de captation d’ondes radio réfléchies ne débute, Penzias et Wilson captèrent un mystérieux rayonnement, émanant de toutes les directions du cosmos, avec la même intensité.

Le satellite-ballon Echo (notez la taille des personnages).

— Ils firent alors le lien avec un phénomène d’origine cosmologique.

— Pas du tout. C’étaient deux ingénieurs en télécommunications qui n’étaient nullement préparés à faire une telle découverte. Il fallut que des cosmologistes leur disent qu’ils venaient de détecter la « cendre » du Big Bang.

— J’aimerais comprendre ce qu’on entend par là.

— C’est important, car on aura largement le temps de reparler de cela par la suite. Ce qu’on capte, ce sont des photons. Rayonnement, photons, c’est la même chose.

— Mais les photons, c’est de la lumière ?

— La lumière visible n’est qu’une forme particulière de rayonnement électromagnétique. Tout est une question de longueur d’onde. Quand ce rayonnement correspond à une longueur d’onde compris entre 0,38 et 0,78 micron4, c’est de la lumière visible. La longueur d’onde de 0,38 micron correspond au violet, celle de 0,78 micron, au rouge. Nos yeux ne sont pas capables de percevoir au-delà. De 0,78 micron et jusqu’à 0,1 millimètre, c’est de l’infrarouge. Mais nous arrivons quand même à identifier cela à une forme particulière de lumière. Les militaires possèdent des instruments d’optique conçus pour « voir dans l’infrarouge ». Ce qu’on appelle « le micro-ondes » correspond à des ondes dont les longueurs se situent entre 1 mm et 1 m. Ce sont les ondes utilisées par les radars.

— Alors, un four à micro-ondes utilise des ondes radar ?

— Oui. Toute onde électromagnétique transporte de l’énergie. En 1946, un ingénieur travaillant sur les radars en fit l’expérience en constatant que les ondes émises par la station qu’il était en train d’étudier avaient fait fondre une barre de chocolat, placée dans sa poche. Lui et ses collègues envisagèrent alors de cuire des aliments en les plaçant dans le guide d’onde de leur radar, et le premier résultat fut qu’un œuf leur explosa à la figure.

— Et tout cela finit par atterrir dans nos cuisines.

— Avec des précautions d’emploi. Les portes des fours sont transparentes, mais comportent un grillage faisant office de « cage de Faraday », dont la fonction est d’empêcher ces ondes de s’échapper. Tout ce que je veux vous faire sentir, c’est que ces ondes ne sont qu’« une forme de lumière particulière », avec laquelle on pourra mettre en œuvre ce qu’on appelle des « radiotélescopes » qui, finalement, ressemblent aux télescopes optiques, sauf que leur réflecteur parabolique n’est pas un miroir très poli, mais une espèce de structure grillagée qui remplit la même fonction : elle réfléchit le rayonnement électromagnétique.

— Bon, revenons à nos moutons cosmiques. Penzias et Wilson détectent donc un rayonnement de longueur d’onde centimétrique, qui correspond à quoi ?

— C’est une très vieille histoire, qui nous fait remonter au passé lointain de l’univers. Les tenants de cette théorie du Big Bang – qui était loin de recueillir un assentiment général – avaient calculé que l’univers primitif, porté à des températures défiant l’imagination, était un mélange constitué par moitié de matière et par moitié d’antimatière. En supposant que cet univers était en expansion, sa température ne pouvait que chuter. Alors, quand son âge atteignit un centième de seconde, ces deux composants s’annihilèrent mutuellement en produisant des photons.

— D’une longueur d’onde millimétrique ?

— Non. À cette époque la température de l’univers était de 100 milliards de degrés. La longueur d’onde de ces photons était infime et ce rayonnement correspondait à ce qu’on appelle des « rayons gamma ». Mais il faut considérer les photons comme des oscillations sur un drap. Si ce drap s’étend, leur longueur d’onde suit.

Le paquet d’ondes représentant le photon suit la dilatation de l’univers.

Ainsi, l’expansion cosmique a énormément distendu ces photons au point que quand on fait des mesures, on se retrouve avec des photons ayant des longueurs d’onde d’un demi-centimètre.

— Bien, mais nous parlions de matière noire. Quel rapport ?

— Ce n’est pas très facile de nous propulser d’emblée au cœur des problèmes, si on veut réellement comprendre de quoi il retourne. On est obligé de faire des digressions.

— Bien, digressons.

— En 1964, Penzias et Wilson, en trouvant cette cendre du Big Bang, donnent soudain corps à cette théorie du Big Bang et valident les calculs que les tenants de cette théorie avaient faits. Cela les avait amenés à envisager des conditions de température extrêmement élevées. La question qui émergea alors était : comment la matière se présentait-elle à ces moments-là ?

— Alors ?

— Quand on remontait le temps, quand l’univers était âgé de 380 000 ans, sa température atteignait 3 000°. Le contenu de l’univers était alors ce qu’on appelle un « plasma », un mélange de protons et d’électrons libres, plus des neutrons et des photons. Ceux-là étaient beaucoup plus nombreux, à raison d’un milliard de photons par proton, neutron et électron. Mais, en continuant à remonter le temps, ces photons, ayant acquis une énergie très importante, donnent naissance à des paires matière-antimatière.

— On remonte le scénario cosmique à l’envers.

— Tout cela nous amène à un millième de seconde et à des températures de 10 millions de millions de degrés. Et là, on ne sait plus très bien ce qui se passe. Évidemment, on a essayé de recréer ces conditions en laboratoire, dans des accélérateurs de particules. La température, dans un gaz, c’est la mesure de l’énergie cinétique moyenne de ses composants. Et cette énergie est comme le carré de la vitesse5. On doit aussi tenir compte de la fameuse relation d’Einstein E = mc2. Au fur et à mesure qu’on accroît l’énergie, dans ces accélérateurs de particules, on augmente les chances de détecter des particules ayant des masses de plus en plus élevées. Ainsi, les théoriciens ont étendu ce qu’on appelle le « modèle standard » en le prolongeant à l’aide de ce qu’ils ont nommé la « supersymétrie ». Au résultat, on s’attendait à voir se manifester des « superpartenaires » des différentes particules. À l’électron, on associerait un « sélectron ». Le superpartenaire du photon deviendrait le « photino ». Mais ce qui a le plus retenu l’attention, c’est une particule neutre, superpartenaire du neutron, ayant une masse au moins 50 fois supérieure à celle de cette particule, qu’on a nommée « neutralino ».

— Et cette particule, on l’a observée dans les expériences menées à l’aide des accélérateurs de particules ?

— Non, échec complet.

1. Le « crocheteur ».

2. Andromède se situe à deux millions et demi d’années-lumière de distance.

3. Correspondant à une fréquence de 160 Gigahertz, c’est-à-dire à une longueur d’onde millimétrique.

4. Entre 0,37 et 0,78 millième de millimètre.

5. Énergie cinétique = ½ m V2, où V est une vitesse d’agitation thermique.

LES INTROUVABLES WIMPS1

— Comme cette particule se trouve être le principal candidat au statut de matière sombre, tout a été entrepris depuis des décennies pour la détecter. En France, Gilles Gerbier a installé un laboratoire dans le tunnel de Modane.

— Pourquoi dans un tunnel ?

— Pour que cette détection, problématique, ne se perde pas dans le bruit de fond créé par les rayons cosmiques. Parlons d’abord de la technique de détection utilisée. Gerbier utilise un cristal de germanium, refroidi à une température proche du zéro absolu. L’impact d’une particule de matière noire aurait pour effet de créer un minuscule échauffement dans ce cristal. Mais on constaterait le même phénomène avec tout ce qui dégringole du cosmos en permanence et qu’on regroupe sous le nom de « rayons cosmiques ». Gerbier a donc installé son laboratoire dans ce tunnel, sous une épaisseur de 1800 m de roches, ce bouclier étant destiné à bloquer ces particules parasites. Par ailleurs, la probabilité d’impact du cristal avec cette particule de matière noire est si faible que l’équipe ne procède à des relevés que tous les douze mois. Entre-temps, le système de détection thermique est si sensible que la présence même de l’expérimentateur à côté du dispositif suffirait à le perturber.

— Alors, que font ces expérimentateurs ?

— Eh bien, ils referment une lourde porte sur ce qui n’est rien d’autre qu’un calorimètre ultrasensible. Ils attendent un an, puis rouvrent cette porte et regardent si une détection a été enregistrée.

— Et les résultats ?

— Rien, depuis un quart de siècle. Interviewé en 2015 lors d’une émission de télévision, Gerbier avait déclaré2 : « Comme ça fait 22 ans qu’on cherche, on ne doit plus être loin. »

— C’est incroyable !

— Il existe d’autres expériences similaires, par exemple au fond d’une mine de fer, aux États-Unis. Mais plus près de nous, l’alter ego de Gerbier, l’Italienne Elena Aprile avait également participé à cette émission de 2015. À un moment, filmée dans son bureau, elle déclare3 : « Mettre autant d’énergie dans une expérience qui ne va éventuellement rien donner : il faut être dingue. »

La méthode de détection de celle-ci se fondait sur une importante masse d’un gaz rare liquéfié qu’on appelle le « xénon ». Pour augmenter les chances de détection, sa masse a été d’abord portée de 15 kg à 165 kg. Au moment où Elena Aprile prononce cette phrase, elle fonde encore des espoirs sur le fait de porter cette masse à 3,5 t. Ce laboratoire italien est ainsi le plus grand du monde, dans cette recherche des WIMPs. C’est aussi la méthode de détection qui serait, a priori, la plus sensible. Mais, en 2017, aucune particule de matière noire n’a été détectée.

— Conclusion : c’est foutu de ce côté-là.

— Je vous laisse imaginer l’état d’esprit de ces chercheurs qui se sont investis pendant un quart de siècle dans cette quête des particules de matière noire.

— Cela fait penser à votre collègue de l’Observatoire de Marseille qui, lui, courrait après ses MACHOs.

— Même motif, même punition. Et ce n’est pas la première histoire de ce genre. Il y a eu, par exemple, une expérience où on a tenté de mettre en évidence une désintégration du proton. Un phénomène qui serait de toute façon extrêmement rare et ne pourrait être observé que dans d’immenses détecteurs souterrains. Je me souviens d’une phrase d’un des scientifiques chargés du suivi de cette expérience, dans son rapport final :

“Unfortunately the proton did not collaborate4.”

Même insuccès pour une expérience installée à grands frais dans la station spatiale internationale, sous l’égide d’un prix Nobel, le professeur Ting.

Samuel Ting, prix Nobel de physique 1976.

— Ça a dû coûter bonbon ! Et si je comprends bien, toutes les recherches visant à mettre en évidence cette matière noire ont été des échecs.

1. WIMP : Weak Interacting Massive Particle, ou « particule dotée d’une masse », interagissant très faiblement avec notre matière.

2. Vidéo JANUS 11, à 10 ’53’’, https://www.youtube.com/watch?v=rCaM54n1N9k

3. Vidéo JANUS 11, à 11 ’12’’, https://www.youtube.com/watch?v=rCaM54n1N9k

4. « Hélas, le proton refusa de coopérer. »

LA SCIENCE NOIRE

— Cela n’empêche pas un modèle dit « Lambda-CDM1 » de faire figure de nouveau modèle standard. On a même ajouté à cela une énergie noire dont nous allons parler plus loin, et, au total, cela donne le « camembert » suivant :

Répartition énergie noire / matière sombre / atomes.

— Et vous, vous ne croyez pas à cette matière sombre.

— On a vu, plus haut, que ce qui avait amené les astrophysiciens à inventer ce concept de « matière sombre » était la nécessité d’expliquer les survitesses périphériques dans les parties extérieures des galaxies.

— Selon vous, il suffit de disposer de la masse négative, répulsive à l’extérieur de celles-ci pour que cela rende compte du phénomène ?

Galaxie confinée par son environnement de masse négative.

Cela a pour effet de modifier la courbe de rotation de la galaxie, en autorisant des survitesses en périphérie. C’est un résultat que j’avais obtenu en 2001 et présenté dans le seul colloque international où j’ai pu me rendre, vu qu’il avait lieu à Marseille. Voilà cette courbe :

Courbe de rotation, 2001.

— Vous êtes le seul à proposer ce type d’explication ?

— Non, plus maintenant. Il y a un jeune Anglais, un certain Jamie Farnes, qui a publié un papier dans le site de mise en ligne de preprints2 arXiv3.

— Lui aussi est un adepte de cette théorie de la masse négative ?

— Oui, mais ce n’est pas la même que la mienne. La sienne émerge de l’équation d’Einstein, ses particules se repoussent mutuellement. Elles ne peuvent donc pas produire de conglomérats et expliquer la structure alvéolaire de l’univers4. Mais ça confine quand même les galaxies. Qualitativement, il obtenait la même chose. Dans mon article de 2018, publié dans Astrophysics and Space Science, j’avais choisi de reproduire sa courbe, en précisant bien que c’était son travail à lui.

— En citant son article.

— Oui. Je comptais le contacter pour lui dire que j’attirais ainsi l’attention sur son papier. Mais je n’ai pas eu le temps de le faire. Dès que l’article est sorti dans la revue, il a protesté pour plagiat.

— Mais, vous le citiez…

— Vous savez, un chercheur, dans sa carrière n’a que rarement plus d’une seule idée. Et, pour lui, cette idée de confinement des galaxies par de la masse négative, c’était son idée. Alors que son propre travail est assez informe sur le plan théorique. Ce n’est qu’un résultat de simulation numérique. L’éditeur m’a contacté. Je lui ai répondu : « Bon, on va remplacer sa courbe par celle que j’avais publiée, dix-sept ans plus tôt. » L’éditeur n’a donc pas retenu sa protestation de plagiat.

— Votre travail était antérieur au sien de dix-sept années…

— Il a décidé de publier un erratum pour une revendication de copyright.

— Pour une publication d’un preprint dans le site arXiv ?

— Oui, ça n’a pas grand sens. Tout le monde comprendra.

— Vous avez essayé de contacter ce garçon ?

— J’avais essayé, en 2017, par deux fois. Comme il était branché simulations, j’avais tenté de lui donner des tuyaux grâce auxquels il aurait pu développer, avec des moyens de calcul plus puissants, les résultats de 1992. Mais il ne m’a jamais répondu.

— C’est insensé. Pourquoi ?

— Vous savez, ma réputation d’homme des OVNIs a dépassé le cadre français. Ici, le simple fait de me serrer la main en public peut coûter une carrière. L’allergie anti-OVNIs n’est pas qu’un phénomène français. C’est dommage, parce qu’il n’y a pas grand-monde qui fasse référence à ces masses négatives.

1. CDM, pour Cold Dark Matter, ou « matière sombre froide ». Ce qualificatif signifie simplement que les vitesses de ses composants seraient faibles devant celle de la lumière.

2. Un « preprint » est une « pré-publication » d’un article dans un des sites dédiés à cet effet (le plus important étant le site arXiv), qui informe les scientifiques de l’existence de ce travail, mais cette démarche ne garantit nullement que cet article puisse être accepté par une revue « à comité de lecture », où il sera passé au crible par ses experts, les « referees ».

3. Proposition d’une théorie unifiant la matière sombre et l’énergie noire.

https://arxiv.org/pdf/1712.07962.pdf

4. Même chose pour celle de Luc Blanchet (CNRS, Institut d’astrophysique de Paris) et de Gabriel Chardin (direction générale du CNRS).

LES MASSES NÉGATIVES, BANNIES DE LA RELATIVITÉ GÉNÉRALE

— Mais comment expliquer un tel rejet ?

— Cela date de 1957. À cette époque, un cosmologiste nommé Hermann Bondi a publié l’article suivant1 :

Celui-ci s’est posé la question : est-il possible d’inclure des masses négatives dans la relativité générale, c’est-à-dire dans l’équation d’Einstein ? Or qu’est-ce que qu’une solution à cette équation ? Ce sont des courbes2 qui représentent les trajectoires que suivraient des « particules témoins » dans un champ de gravitation donné.

— Pouvez-vous éclairer un peu tout cela de vos lumières ?

— Durant toute cette année 2017, j’ai beaucoup travaillé pour créer une longue série de vidéos, décrivant mon modèle, que j’ai appelé le « modèle JANUS ». La relativité générale, c’est une approche de la physique à travers la géométrie. Grâce à ces vidéos, j’ai pu amener pas mal de personnes dans ce monde-là. Ces vidéos constituent une sorte de complément au livre et je ne saurais trop inciter nos lecteurs à les visionner. Là-dedans se trouvent exposées toutes ces questions de géométrie, de géodésiques. Je vais quand même essayer de résumer l’idée générale à l’aide de quelques dessins.

— Allons-y.

— Selon Einstein, la masse courbe l’espace. Là où il y a de la matière, il y a courbure, sinon l’espace est euclidien, plat. Une bonne image bidimensionnelle d’une masse entourée de vide est celle d’un cône émoussé. Quand je dis « masse », je précise : il s’agit d’une distribution de matière, de densité constante, contenue dans une enceinte qui, dans les deux dimensions, est représentée par un simple cercle. Autrement dit, cet espace est un cône émoussé, formé par la réunion d’un tronc de cône et d’une calotte sphérique. Sur la figure page suivante on indique d’abord comment on procédera pour fabriquer ce cône émoussé. On prélève, sur une sphère d’aire S, une calotte de périmètre p et d’aire s. J’ai indiqué, à côté, comment constituer le flanc de cette surface de manière à ce que le raccord se fasse parfaitement, que le plan tangent varie continûment. En dessous, le résultat obtenu. Les géodésiques sont obtenues en déposant une bande de scotch sur la surface. Tout ceci est abondamment expliqué dans les vidéos JANUS. En dessous, les projections planes de ces mêmes géodésiques. Ce schéma condense toute l’essence de la relativité générale, selon laquelle les trajectoires des masses s’effectuent selon des géodésiques d’une « hypersurface ». Celles-ci se déduisent de la solution de l’équation d’Einstein. La courbure des géodésiques suggère que la « masse » grisée exerce une attraction sur les « masses témoins » qui cheminent selon les géodésiques de la surface.

— Dans vos vidéos JANUS, tout cela est expliqué très clairement.

Un posicône émoussé : L’image didactique de la géométrie au voisinage d’une masse positive.

Il y a une chose qu’on doit se graver dans l’esprit. Si une distribution de masse positive confère à l’espace une courbure positive, l’équation ne fournit qu’une seule famille de géodésiques, qu’emprunteront les masses témoins, que celles-ci aient des masses positives ou négatives. Ci-après, je donne la forme des géodésiques-trajectoires issues de l’équation d’Einstein et qui correspondent au passage de masses témoins au voisinage d’une masse positive.

Trajectoires géodésiques au voisinage d’une masse négative.

À partir de là, on en tire une conclusion. Selon la relativité générale :

les masses positives attirent tout

Considérons maintenant une distribution de masse négative, entourée de vide. Celle-ci crée alors une zone de courbure négative, limitée à la portion d’espace où se situe cette masse. Dans cette image bidimensionnelle, l’ensemble correspond à un négacône émoussé. Là, pour fabriquer l’objet, ça va être un peu plus difficile. Il faut partir d’un élément de surface qui correspond à une densité de courbure constante. Vous trouverez cela dans un supermarché, au rayon alimentation. Il s’agit des « négachips ». Le dessin ci-après vous montre comment créer votre négacône émoussé et ce qui en résulte du point de vue des géodésiques-trajectoires. Tout ceci est détaillé dans la figure ci-après. Vous trouverez, au passage, toutes ces histoires de courbure – positive et négative –, de posicônes et de négacônes dans ma vidéo JANUS 143, avec un certain nombre d’expériences à faire, assez amusantes et instructives.

Image didactique (négacône) évoquant les trajectoires géodésiques autour d’une masse négative.

On voit que ce dessin des géodésiques, influencées par la présence de cette masse négative (région grisée), évoque une répulsion. Ci-après, l’allure des trajectoires géodésiques, solutions de l’équation d’Einstein, au voisinage d’une distribution de masse négative :

Trajectoires géodésiques autour d’une masse négative.

Seconde conclusion, selon la relativité générale :

les masses négatives repoussent tout

Notez bien tout cela, car vous ne trouverez cela dans aucun livre ni dans aucun article. On en déduit le schéma des forces suivant :

– Une masse positive attire une autre masse positive.

– Une masse positive attire une masse négative.

– Une masse négative repousse une masse positive.

– Une masse négative repousse une autre masse négative.

L’INGÉRABLE PHÉNOMÈNE RUNAWAY4

— Envisageons maintenant une rencontre entre deux masses + m et – m. La masse positive, repoussée par la masse négative, s’enfuit…, poursuivie par cette dernière. Les deux s’engagent dans un mouvement uniformément accéléré. Comble de paradoxe, l’énergie de ce système de conserve, puisque celle attachée à la masse négative l’est également.

Phénomène Runaway.

Aucune physique raisonnable n’est envisageable avec un phénomène pareil. Même si l’analyse de Bondi est construite un peu différemment, la conclusion tombe, sans appel : il est impossible d’introduire des masses négatives dans la relativité générale.

— Ainsi, cet article de 1957, d’Hermann Bondi, a sabré toute tentative d’introduire ces masses dans un modèle cosmologique, pendant maintenant plus de soixante ans.

— C’est une chose totalement et durablement ancrée dans l’esprit des scientifiques. Cela explique la réaction du second referee, face à l’article de Jamie Farnes. Il lit « masses négatives », et hop, poubelle ! Le troisième, pareil.

— Et cette réaction est générale ?

— Vous savez qu’en août 2017, j’ai participé à la plus grande rencontre annuelle en matière de cosmologie, à un colloque qui se tenait à Paris, intitulé COSMO 17.

— Oui, j’ai vu vos deux comptes-rendus dans votre site, sur celui-là5 et sur le colloque de l’Institut des sciences avancées de Francfort6 auquel vous aviez participé, un mois plus tôt.

— Et cela, grâce à l’aide financière des internautes, que je remercie au passage. Toujours est-il que lors du colloque de Paris, j’ai vainement tenté d’aborder cette question avec George Smoot, prix Nobel 20067.

— Et comment a-t-il réagi ?

— Il m’a immédiatement répondu d’un ton sentencieux : « Quand une particule de matière ordinaire rencontre une particule de masse négative, les deux filent et se courent après. »

— Mais vous lui avez présenté vos arguments !

George Smoot, prix Nobel de physique 2006.

— Il n’a rien voulu entendre et m’a planté là en me tournant ostensiblement le dos, pensant avoir affaire à un illuminé. Dans le monde scientifique, à une échelle internationale, l’affaire des masses négatives est une affaire réglée.

— Comment Farnes présente-t-il la question dans son article ?

— Il reste enfermé dans le modèle einsteinien. Par exemple, ce phénomène runaway lui paraît de nature à créer ces particules hyperrapides constituant les rayons cosmiques.

— Mais vous, vous utilisez ces masses négatives. Alors, vous faites comment ?

— D’où viennent ces lois d’interaction, dont on remarque au passage qu’elles violent le principe d’action-réaction ? Réponse : de l’équation d’Einstein. En se cantonnant à un tel modèle, on part du principe que les masses positives et les masses négatives, placées dans un champ de gravité, réagiront de la même façon, tout simplement parce qu’il n’y a qu’une seule famille de géodésiques (issues de ce même champ de gravité). Si on veut envisager des comportements différents, il faut qu’à un champ de gravité donné, on puisse associer deux systèmes de géodésiques différents.

Repartons de l’équation d’Einstein :

Rμν – Rgμν ⇐ χTμν

Au lieu de mettre un signe « égal », j’ai mis une flèche pour indiquer comment elle « fonctionne ». Elle est la traduction mathématique de l’idée :

courbure ⇐ contenu en masse (et énergie)

— Pourquoi « énergie » ? L’énergie aussi crée une courbure ?

— On verra cela beaucoup plus loin. Un rayonnement est constitué par des photons, qui ont une masse nulle. Mais, à ce rayonnement, on doit associer une densité d’énergie électromagnétique qui crée aussi une courbure. Toujours est-il que la donnée du problème se situe dans le second membre de l’équation. χ est une constante8. La donnée du problème est contenue dans cette lettre T. Dans le premier membre se trouve la courbure-solution. Et, à partir de cette courbure on calcule les géodésiques.

Autrement dit, pour modifier les lois d’interaction, il faudrait que le même champ de matière, représenté par le second membre, donne deux courbures différentes, deux champs de courbure qu’on représentera par les éléments

f1   et   f2

à partir desquels on obtiendra deux familles de géodésiques différentes, donc deux comportements différents de particules + m et – m placées dans un même « champ de matière » Tμν. Ces objets mathématiques f1  et f2 seront la solution, non d’une unique équation de champ, mais de deux.

Écrivons :

— En haut, je reconnais l’équation d’Einstein.

— Reprenons notre raisonnement de tout à l’heure. Supposons que Tμν représente une concentration de matière de masse positive. De la première équation, j’obtiens des géodésiques, qui font état d’une attraction. J’en déduis que les masses positives sont attirées par d’autres masses positives. Maintenant, si je passe à la seconde équation, je vais trouver d’autres géodésiques qui évoqueront une répulsion. J’en déduirai qu’un champ de matière de masse positive exerce sur des masses négatives un effet de répulsion. Je pourrai superposer deux figures vues plus haut pour évoquer les deux comportements différents ; quand des particules témoins de masse positive et de masse négative passent au voisinage d’une concentration de masse positive :

Voisinage d’une masse positive.

Dans cette figure, les trajectoires géodésiques des particules témoins de masse positive ont été représentées par un trait noir, et celles des particules témoins de masse négative, par des courbes grisées. On pourrait, à ce moment-là, se dire que ces masses négatives chemineraient sur l’envers de la feuille, ce qui ne constituerait pas une si mauvaise image. Quand on y réfléchit, si des particules cheminent, l’une sur l’endroit et l’autre sur l’envers d’une feuille, leurs positions sont, à tout moment, bien définies. Mais elles ne se rencontrent pas.

— Est-ce qu’elles peuvent… se voir ?

— Se voir, c’est quoi ? C’est échanger des photons. Une source les émet, et un observateur les reçoit. Or, en relativité générale, les photons cheminent sur des géodésiques particulières9. Nous les appellerons des « géodésiques pour photons d’énergie positive10 ». Les particules de masse positive ont une énergie mc2 positive. Situation inverse pour les particules de masse négative, qui ont alors une énergie négative. Dans le modèle qui correspond aux deux équations de champ qu’on a écrites, on a également des « géodésiques pour photons d’énergie négative ». Si la matière ordinaire émet et capture des photons d’énergie positive, on peut considérer que les masses négatives peuvent émettre et capturer des photons d’énergie négative.

— Que nos yeux et nos instruments ne pourraient pas capter.

— C’est une façon de considérer les choses. Mais, pour qu’il y ait échange de photons, il faut que les géodésiques suivies par la lumière et celles suivies par la matière appartiennent à la même famille, qu’elles puissent se rencontrer, ce qui est le cas pour les trajets des photons d’énergie positive et ceux des particules de matière de masse positive. Or, sous un simple aspect géométrique, les géodésiques des objets d’énergie positive et celles des objets d’énergie négative forment deux ensembles disjoints. Elles ne se rencontrent pas. De ce fait, l’échange de photons avec les objets de masse négative devient une simple impossibilité de nature géométrique.

— Mais pourtant, dans votre modèle Janus, il n’y a qu’un seul espace, non ?

— Oui, c’est exact. De même, quand je vous présente une feuille de papier, c’est l’image d’un unique espace à deux dimensions, le nombre de celles-ci correspondant à celui des quantités qu’il faut pour repérer un point sur cette feuille, en l’occurrence, par exemple, une abscisse X et une ordonnée Y. Cela fait 2.

— Les géodésiques, sur cette feuille, ça représente quoi ?

— Ce sont ce que nous appelons des « droites », que vous pouvez tracer indifféremment sur le recto et sur le verso de la feuille. Une droite tracée sur le recto ne peut en rencontrer une autre, tracée sur le verso. Pourtant ces droites « habitent le même espace à deux dimensions ».

— Mais… en trois dimensions ?

— Ce qui est difficile à comprendre, c’est que la description issue des travaux d’Albert Einstein revient à considérer que l’univers est une hypersurface, les particules et la lumière cheminant le long de géodésiques de cette hypersurface. L’extension de cette théorie, d’un tel modèle, à travers le modèle Janus, revient à considérer que cette hypersurface possède un endroit et un envers.

1. On peut le télécharger à partir de mon site à l’adresse : http://www.jp-petit.org/papers/cosmo/1957-Bondi.pdf

2. Qu’on appelle des « géodésiques ».

3. https://www.youtube.com/watch?v=xZ34qkP7Hew&feature=youtu.be

4. To run away : « s’enfuir au loin ».

5. http://www.jp-petit.org/nouv_f/videos_liens/Compte_rendu_COSMO17_2017.htm

6. http://www.jp-petit.org/nouv_f/videos_liens/Compte_rendu_Francfort_2017.htm

7. Pour avoir montré que le faciès cosmique micro-onde correspondait à une émission du type corps noir.

8. La « constante d’Einstein ».

9. Par « géodésique », il faut entendre « ligne de plus court chemin ». Voir mes vidéos JANUS.

10. Mathématiquement, ce sont des « géodésiques de longueur nulle », formule totalement dénuée de sens pour un non-spécialiste.