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Le Grand Tout : un road movie dans l'univers d'Einstein

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Un être humain aux commandes d'un vaisseau interstellaire capable de foncer à plus de 99,9 % de la vitesse de la lumière pourrait très bien explorer le monde des galaxies. Si vous voulez découvrir à quoi ressemblerait une telle aventure et célébrer les 100 ans de la découverte de la relativité générale d'Albert Einstein en vous distrayant tout en vous cultivant, Futura-Sciences vous invite à aller voir Le Grand Tout quand il sortira près de chez vous. Un film dont nous avons pu obtenir un extrait en exclusivité.

Trois astrophysiciens et astrobiologistes entreprennent un voyage relativiste en direction d'un trou noir, dans l'espoir de percer certains secrets de l'univers. Le voyage comporte des risques physiques autant que psychologiques, c'est pourquoi un psychiatre et un pilote émérite – mais au passé chargé – les accompagnent. Le voyage ne se passera pas comme prévu et les emportera au seuil du Grand Tout. © Ombres production

On fête cette année le centenaire des équations et des principes de la théorie de la relativité générale. Il aura fallu 10 ans à Einstein pour parvenir à compléter sa théorie de la relativité restreinte. Comme le rappelait Henri Poincaré dans le texte d'une conférence donnée à Lille en 1909, Laplace avait montré que la théorie de la gravitation de Newton impliquait que cette force universelle devait se propager au moins 10 millions de fois plus vite que la lumière. Il y avait donc un conflit avec un des postulats fondamentaux de la théorie de la relativité restreinte. Pour surmonter la contradiction, Einstein a finalement dû prendre au sérieux la formulation plus mathématique de sa théorie, élaborée par le mathématicien Hermann Minkowski, et la développer en se basant sur les concepts et les idées d'autres mathématiciens comme Bernhard Riemann et Tullio Levi-Civita.

Le résultat fut payant. Il allait nous ouvrir le monde des trous noirs, des quasars et surtout de la cosmologie relativiste et son avatar, la théorie du Big Bang. Un autre reste peut-être à découvrir, celui des trous de ver, des dimensions spatiales supplémentaires et de l'unification ultime des forces, de la matière et de la géométrie.

Mais, pour beaucoup, l'accès à ces mondes n'est pas simple, voire rébarbatif. L'univers de la science-fiction sous sa forme de Hard Science peut alors grandement aider, comme c'est le cas avec le film Interstellar. Une tentative méritoire allant dans le même sens, mais à la française cette fois, est en train de sortir dans plusieurs cinémas depuis quelque temps. Il s'agit du Grand Tout, un road movie scénarisé et produit par Nicolas Bazz et son frère Yann Bazz.

La bande annonce du film Le Grand Tout. © YouTube, Ombres prod.

Un film de passionnés

C'est un film de passionnés réalisé avec peu de moyens. Il ne faut donc pas s'attendre à un Space Opera avec des effets spéciaux flamboyants. En fait, il ressemble à une adaptation d'un roman de Barjavel, ou de Bernard Werber. Le résultat est bluffant. Bien que les décors soient minimalistes, la magie opère. Le scénario vous emporte, aidé par le jeu des acteurs : Jauris Casanova, Hélène Seuzaret, Benjamin Boyer, Laure Gouget et Pierre-Alain de Garrigues ainsi que par la musique de Christophe Jacquelin. En son temps, Shakespeare ne disposait pas des moyens de Kenneth Branagh et cela ne l'a pourtant pas empêché de mettre en scène, avec le succès que l'on sait, la bataille d'Azincourt dans Henri V.

Mais venons-en aux aspects scientifiques du film. Par certains côtés, Le Grand Tout rappelle des scènes du documentaire Cosmos de Carl Sagan, mêlant des considérations sérieuses d'astrophysiques, de philosophie et d'exobiologie mais aussi d'astronautique. On y parle des exoplanètes, des trous noirs, qu'ils soient des microquasars ou des trous noirs supermassifs comme celui de la Voie lactée et l'effet de la dilatation relativiste des durées s'installe au cœur de l'histoire. Il est présenté de manière tout à fait réaliste et correcte dans le film des frères Bazz, tout comme ses implications pour ceux qui seraient assez imprudents, ou courageux, pour se lancer dans le voyage interstellaire sur de longues distances.

En effet, pour des astronautes se déplaçant presque à la vitesse de la lumière, le temps n'existe presque plus (c'est le cas pour des photons et des particules sans masse). Un voyage dans la Voie lactée sur une distance de 50.000 années-lumière ou hors de celle-ci sur des milliards d'années-lumière serait donc vécu comme durant quelques semaines à quelques mois tout au plus. Mais il faut alors se résigner à abandonner toute idée de retour sur une Terre qui aura de son côté vieillie de milliers voire de milliards d'années.

Une vue de la salle de contrôle du détecteur CMS (au Cern), l'un des quatre détecteurs géants du LHC. La scène ne ressemble pas à un décor de 2001 l'Odyssée de l'espace et les chercheurs y travaillent en tenue décontractée. La salle de contrôle d'un vaisseau spatial d'ici une cinquantaine d'années pourrait bien être aussi minimaliste et ressembler de la même façon au poste de pilotage du vaisseau interstellaire utilisé par Carl Sagan dans la série Cosmos. Le poste de pilotage du vaisseau du Grand Tout pourrait donc bien être tout aussi dépouillé et ordinaire, comme le montre le film, ne serait-ce que pour permettre aux voyageurs de ne pas souffrir de troubles psychiatriques dans leur voyage entre les étoiles. © Cern

La représentation des trous noirs

Comme pour beaucoup de film de science-fiction, Interstellar compris, les puristes en science pourront trouver quelques invraisemblances dans Le Grand Tout. Le premier trou noir stellaire vers lequel voyagent les protagonistes de l'histoire est censé se trouver à quelques dizaines d'années-lumière de la Terre. Il serait passé inaperçu pendant longtemps nous dit-on. On a un peu de mal à le croire étant donné que les campagnes pour détecter des sources X associées à ces astres compacts lorsqu'ils accrètent de la matière auraient sans aucun doute mis en évidence un trou noir aussi proche depuis longtemps. On ne voit pas non plus l'étoile formant nécessairement un système binaire avec un microquasar et qui alimente son disque d'accrétion qui, de toute façon, devrait être correctement représenté par des images similaires à celles obtenues par Jean-Pierre Luminet en 1979, ce que même Interstellar ne fait pas correctement. On a un peu de mal à prendre au sérieux aussi ce qui semble être un réacteur à fusion thermonucléaire alimentant en énergie le vaisseau et qui se manipule comme un barbecue (même s'il est présenté de façon très esthétique dans certaines scènes et qu'il fait un peu penser au Grand Héritage dans les Cités d'Or).

Le vaisseau lui-même dispose d'un dispositif antigravité. Bien que le Cern conduise des recherches sur le sujet, un tel dispositif reste assez spéculatif et conduit à de nombreuses objections théoriques quant à la réalité de l'antigravité. Il existe cependant un espoir dans le cadre de la théorie des cordes où le physicien français Joël Scherk a mis en évidence une curieuse possibilité il y a presque 35 ans. En tout état de cause, les héros ont besoin d'hydrogène comme carburant dans le film et ils parviennent même à faire le plein dans l'espace...

Un extrait exclusif pour Futura-Sciences du film Le Grand Tout. Après avoir parcouru 50.000 années-lumière dans la Galaxie, les héros s'approchent de Sagittarius A*, le trou noir supermassif au centre de la Voie lactée, à environ 25.000 années-lumière de la Terre. © Ombres production

L'idée n'est pas absurde. Les images de synthèse du vaisseau montrent des structures métalliques torsadées qui font penser aux aimants d'un stellarator, une alternative aux tokamaks pour la fusion contrôlée. On peut donc penser que le vaisseau est au moins partiellement une sorte de statoréacteur Bussard utilisant des champs magnétiques de l'ordre de plusieurs kilomètres de diamètre pour collecter l'hydrogène du milieu interstellaire et le compresser jusqu'à atteindre les densités nécessaires à la fusion thermonucléaire. Ce statoréacteur, initialement alimenté en énergie par le réacteur à fusion propre du vaisseau, éjecterait ensuite cet hydrogène surchauffé par la réaction de fusion de façon suffisamment efficace pour accélérer le vaisseau jusqu'à une fraction non négligeable de la vitesse de la lumière. Les microquasars et les quasars émettant des jets de particules relativistes chargées, on peut se demander s'il n'est pas effectivement possible d'utiliser les champs magnétiques d'un statoréacteur Bussard pour se propulser à très grande vitesse à la façon des voiles solaires mais avec les jets des trous noirs, comme dans le film.

L'un des astrophysiciens, Sam, laisse tout de même entendre que les jets de particules provenant des trous noirs que rencontrent les aventuriers du Grand Tout ont quelque chose d'inexplicable. Certains trous noirs, surtout ceux au centre des grandes galaxies, pourraient être des trous de vers connectés à des univers parallèles où la physique est différente et d'où provient peut-être notre propre univers à la suite d'un effondrement gravitationnel rappelant celui conduisant aux trous noirs de notre propre univers. Des projets comme RadioAstron et eLisa pourraient nous révéler des surprises.

On l'aura compris, même si Le Grand Tout n'est pas parfait au niveau Hard Science, et peut-être pas au goût de tous les amateurs de science-fiction, il contient suffisamment d'éléments scientifiques sérieux pour plaire et parler à ceux qui ont apprécié Interstellar. Il permet également aux néophytes intéressés (mais un peu intimidés) par l'astrophysique et la théorie de la relativité, et même l'exobiologie, de passer un bon moment tout en pénétrant dans les mondes explorés par Albert Einstein, Stephen Hawking et Carl Sagan.

Si Le Grand Tout passe à côté de chez vous, n'hésitez donc pas : allez le voir. Même les initiés pourraient y apprendre quelque chose ; l'auteur de cet article aurait parié qu'il n'y avait pas de jets associés au trou noir central de la Voie lactée comme le met en scène le film. Il se trompait, ces jets ont été détectés en 2013 par le satellite Chandra de la Nasa.

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