Laurent Schafer

La physique quantique et la relativité en BD

Scénario et dessinsLaurent Schafer

CouleursAriane SchaferLaurent Schafer

Collaboration scientifiqueClaude-Alain Pillet

Professeur au Centre de Physique Théorique, Université d’Aix-Marseille, Université de Toulon, CNRS

Responsable d’éditionAnne Pompon

ÉditionSarah Forveille

FabricationGaëlle Cannavo

MaquetteBénédicte Souffrant – PCA-CMB

© Dunod, 201911 rue Paul Bert, 92240 Malakoff

www.dunod.com

ISBN 978-2-10-078942-9

SOMMAIRE

Prologue LA RÉALITÉ APPROXIMATIVE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Chapitre 1 LE TEMPS ÉLASTIQUE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Chapitre 2 COMMENT LE MONDE DEVINT ÉTRANGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Chapitre 3 LA FORCE EST EN NOUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Chapitre 4 L’UNIVERS COURBE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Chapitre 5 UN MONDE FAIT DE VIDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

Chapitre 6 LA NATURE EST-ELLE ABSURDE ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

Chapitre 7 QUAND LE PASSÉ DÉPEND DU FUTUR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

Chapitre 8 L’ESPACE EXISTE-T-IL ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

Épilogue UN NUAGE FLOU DANS UN PUDDING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

Glossaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

Remerciements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

En mémoire de Robert, mon papa.

AVANT-PROPOS

Le public en ignore tout ou presque, mais il y a plus d’un siècle, des hommes de science

ont découvert un continent bizarre planté d’im-probables arbres. Sur ce continent, une pomme ne tombe pas forcément : parfois, elle flotte dans les airs, se déforme, se superpose, se fixe en des lieux imprévisibles. Autour d’elle, le temps peut même s’arrêter ou accélérer. D’ailleurs, cette pomme est essentiellement faite de vide.

Ce monde où, parfois, la pomme ne tombe pas… c’est le nôtre. L’Univers n’est pas ce que nous en percevons. Nos sens nous trompent. À travers le quotidien de quelques terriens à notre image, cette BD explique notre fascinante réa-lité cachée. Celle où règnent l’inconstance du temps, la vacuité des masses, l’inconsistance de l’espace et l’imprévisibilité des quanta. Une balade initiatique mêlant humour et vulgarisa-tion scientifique.

Vulgariser veut aussi dire synthétiser, sim-plifier. Les pommes ci-dessus sont-elles rondes et rouges ? Nous dirons qu’elles le sont, même

imparfaitement. Pourtant, d’autres jugeraient inapproprié de qualifier ces pommes de rondes, ou même de rouges. Dans la même idée, là où par esprit de synthèse des physiciens évoquent la vitesse dans le temps ou le ralentissement des horloges, d’autres s’y refusent.

En outre, même une science dite « dure » comme la physique connaît ses courants de pensée, parfois divergents. Tout livre de vulga-risation implique des choix subjectifs, des partis pris. Ce livre a été conçu sur la base d’ouvrages et articles de références et a été validé par des scientifiques reconnus. Toutefois, si certaines notions vous paraissent problématiques, n’hé-sitez pas à vous référer à d’autres ouvrages, d’autres points de vue, d’autres regards, afin de forger votre propre opinion.

À la fin de cette BD, vous trouverez un glos-saire précisant certaines notions. L’ensemble des notes et références se trouvent quant à elles sur le site www.dunod.com, sur la page d’ac-cueil de ce livre. Bonne lecture !

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PROLOGUE

LA RÉALITÉ APPROXIMATIVENotre vision du monde est une approximation.

Nous savons maintenant qu’elle est « fondamentalement incorrecte ».

Bruce Rosenblum et Fred Kuttner, physiciens, université de Californie

Bon les gars !Fini l’approximation. Là,

on parlescience ! art. C’est quoi

leur sujet dediscussion ?

Rigueur !

Lesgrillades !

Disons que pour eux, c’est unpeu tard pour se plaindre !

Nous, Terriens, ne concevons notreexistence que sur un plan horizontal... Une drôle de manie.

Faut regarderla couleur.

Scrutant tantôt l’horizon pour y lire le futur,tantôt le futur pour y débusquer la cuisson idéalede notre steak.

ça doit bienchauffer quand

même.

Gaffe que la flammene touche pas les

tranches !

Ce qui est au-dessus est accessoire. Parfois,nous lui jetons un vague regard utilitaire.

Heureusement,y a pas que

des légumes,parce qu’avec levégé t’as rien !

mmh…ça se couvrede ce côté.

Meuuh non,y va paspleuvoir !

avec levégé t’as

rien !

Tucrois ?

Doit pas êtretrop chaud !

Tout estdans le ”tchhh…” Il doit être francsans être plaintif.

??

12

Quelques innocents osent uncoup d’œil interrogateur au-delàde la rassurante finitude terrestre.

Dis tata,C’est quoilà-haut ?? ça brille...

c’est… euhune étoile...

C’est pas uneplanète ? peut-être.

Elle est loin ?

Elle a quel âge ??

Euh…oui.

C’est quoil’infini ?

Eeuuh...

Mais la plupart évite de se cognerle nez sur ce vertige existentiel.?

C’est… hmm…Dis ! il est beauce nounours,

c’est le tien ??

Raaaah…Foutu pour lesgrillades dans

le jardin !

Bah !pas quelques

gouttes qui vontnous effrayer !

Alors ils retournent à leurspréoccupations horizontales...

l’applimétéo

estformelle.

?

Pas grand-chose.ça va pas durer...

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Nuages, pluie, soleil. C’est à peu près tout ce que nous évoquent notre horizon vertical, le ciel et son vaste au-delà. Reclus dans notre microcosme, nous mûrissons entre infiniment grand et infiniment petit. Tel un camembert sous sa cloche à fromages.

Pourtant, le camembert, la cloche et nous, appartenons à un grand tout, dont la science commence à deviner les contours. Ses règles sont fascinantes, ahurissantes, invraisem-blables. Des règles auxquelles nous sommes aussi soumis, sur notre plancher horizontal.

Elle dit quoiton appli

maintenant ?Plusrien.

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CHAPITRE 1

LE TEMPS ÉLASTIQUE« Soudain le temps est devenu mou, comme du caoutchouc. »

Dan Falk, auteur scientifique

Il s’écoule plus lentement que pour quelqu’un assis.

Il y a un truc marrant.

À vélo...

... le temps ralentit.

Si l’homme assis pouvait précisément observer la montre du cycliste, il verrait qu’elle tictaque

légèrement plus lentement que la sienne.Plus vous allez vite, plus le temps se dilate. Pour un observateur extérieur,

la vitesse ralentit le temps.

La force de l’espace-temps est avec nous.

Nous vieillissonsmoins vite !

Impressionnant,n’est-ce pas ?

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Mais Bon Dieu, direz-vous ! C’est quoi le rapport entre un

type à vélo et l’espace-temps ?!

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L’espace-temps, cela évoque plutôt ce genre de décor.

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Burp...

Burp

Re-burp

Un saut spatio-temporel c’est pas cher et ça fait briller.

L’espace-temps est au scénario de science-fictionce que le glutamate est à la cuisine chinoise.

Et comme le glutamate, c’est peu digeste...

... mais bigrement pratique pour retourner sur Terre.

Jolis effets de lumière.

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Hééé salut ! Woawdésolé ! Un p’tit retard

sur le planning !Frérot !

J’ai perdu trente minutes sur le périph astral !

M’suis fourvoyé à la porte

X25qw.

C’est couillon !

J’ai rapporté un petit souvenir. Et voilà !

Ici, ça fait des années que tu

es parti !

À quoi ça sert ?

Euh... ben... j’ai oublié de demander

On dirait un biniou.

Un quoi ??

Grrrrr...

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