« Au lieu d'une induction des principes théoriques à partir des phénomènes empiriques, on ne nous offre qu'une pseudo-science cosmythologique invertébrée et on nous enjoint de nous suicider pour éviter de mourir. » Herbert Dingle, 1937
« L'idée d'un Univers unique, d'un Tout vraiment solidaire, correspond à une totalisation négligente, à une unification trop tôt faite, bref à une définition non systématique d'un système. » Gaston Bachelard, 1939
« Ce n'est pas de la science, d'après ma conception. » Karl Popper, 1994
« La bonne méthodologie scientifique ne consiste pas en un ensemble de règles abstraites dictées par des philosophes. » Leonard Susskind, 2008
De quoi parlent ces scientifiques et ces philosophes en des termes aussi forts ? De la cosmologie physique, une science très particulière tant par son objet — l'Univers — que par son histoire. Elle a en effet connu, depuis un siècle, de vives controverses non seulement scientifiques mais aussi philosophiques. Comment une connaissance de la structure englobant tous les phénomènes physiques est-elle possible ? Qu'est-ce qu'une hypothèse scientifique légitime ? Une théorie doit-elle être fondée sur des observations ? Comment différencier la science de l'Univers de la métaphysique ? Ces questions, habituellement réservées aux ouvrages de philosophie, ont été débattues par les cosmologistes dans les plus prestigieuses revues scientifiques. Ce livre retrace l'histoire de ces controverses, depuis la question de l'expansion de l'Univers jusqu'à celle des univers multiples, afin de démontrer par l'exemple l'intérêt des interactions entre science et philosophie.
Introduction
1. La réinvention de l'Univers (1917-1932)
1.1. 1917 : l’acte de renaissance de la cosmologie
1.2. L’Univers sphérique d’Albert Einstein
1.3. L’Univers imaginaire de Willem De Sitter
1.4. Les univers dynamiques d’Alexandre Friedmann
1.5. L’Univers en expansion de Lemaître
1.6. Le problème de la sous-détermination empirique
2. La cosmologie est-elle une science (comme les autres) ? (1932-1939)
2.1. Un nouveau gladiateur entre dans l’arène
2.2. Le double défi de l’Univers en diffusion de Milne
2.3. De la sous-détermination à la scientificité de la cosmologie : la controverse entre 1932 et 1937
2.4. Le feu aux poudres
2.5. Le débat explose
2.6. Une controverse féconde ?
3. La controverse sur le Big Bang (1948-1968)
3.1. Le contexte scientifique d’après guerre
3.2. 1948, annus mirabilis
3.3. Débats scientifiques et épistémologiques
3.4. Les années 1950 : un état stationnaire en évolution
3.5. Les années 1960 : le Big Bang prend le dessus
3.6. Popper a-t-il tué la théorie de l’état stationnaire ?
3.7. Une science (enfin) reconnue
4. La théorie de l’inflation (1972-2020)
4.1. Le contexte d’apparition du modèle standard de la cosmologie
4.2. Problèmes et énigmes du modèle standard
4.3. Les premiers modèles d’inflation
4.4. Les critiques épistémologiques de la théorie de l’inflation durant les années 1980
4.5. Un nouveau départ
4.6. Une controverse achevée ?
5. Expliquer et prédire dans le multivers
5.1. Quatre serpents de mer : l’hypothèse du multivers des années 1970 aux années 2000
5.2. Une hypothèse métaphysique ?
5.3. Les prédictions anthropiques
5.4. Attention : controverse en cours
Conclusions
Science immature, crise imminente ou révolution permanente ?
La fécondité des controverses épistémologiques en cosmologie
6. Annexes
6.1. Annexe 1 : la courbure de l’espace-temps
6.2. Annexe 2 : de l’équation d’Einstein aux équations de Friedmann-Lemaître
6.3. Annexe 3 : la nucléosynthèse primordiale
6.4. Annexe 4 : la théorie de l’état stationnaire et ses tests empiriques
6.5. Annexe 5 : les problèmes du modèle cosmologique standard
6.6. Annexe 6 : les premières théories de l’inflation et les énigmes du modèle standard
6.7. Annexe 7 : l’inflation comme théorie des structures
6.8. Annexe 8 : calcul de probabilités et multivers
Glossaire
Bibliographie
Index nominum
Index rerum
