Dans les dernières années de sa vie, le physicien Stephen Hawking a défendu corps et âme une théorie du Big Bang en laquelle il avait placé beaucoup d'espoir. Selon celle-ci, l'une des dimensions de notre univers serait en réalité un hologramme. Cinq ans après la disparition du cosmologiste, l'un de ses plus proches collaborateurs nous en dit plus à ce sujet.

Un duo qui a travaillé pendant 20 ans sur l'origine de l'univers.

Existe-il plus grand physicien contemporain que Stephen Hawking ? Il n'en existe en tout cas, probablement pas de plus populaires. Cosmologiste et théoricien, Hawking s'est fait connaître du grand public pour sa contribution à diverses théories et découvertes, mais aussi et surtout car il était un brillant vulgarisateur scientifique. Parmi ses écrits, Une brève histoire du temps (1988) représente sans nul doute l'une des meilleures portes d'entrée pour les néophytes, afin de comprendre les bases de l'histoire et du fonctionnement de notre univers.

S'il s'est particulièrement intéressé aux trous noirs, Hawking était surtout passionné par l'origine de notre univers : comment s'est-il formé ? Et, surtout, pourquoi ? S'il n'a jamais su répondre à cette seconde question, la première a fait l'objet d'une théorie très intéressante dans les dernières années de la vie du physicien. Aux côtés de Thomas Hertog, un proche ami et collaborateur qu'il a côtoyé pendant plus de 20 ans, il a ainsi envisagé que l'univers était une projection holographique. Le cosmologiste belge, qui a publié le livre L'Origine du temps. La dernière théorie de Stephen Hawking plus tôt en mars 2023, explicite quelque peu cette théorie.

Le temps est une dimension similaire à un hologramme.

Pour promouvoir la sortie de son livre, Thomas Hertog s'est entretenu avec plusieurs médias ces derniers jours. Il a même publié un article dans le magazine ScienceFocus, y expliquant la dernière théorie défendue par Stephen Hawking avant son décès il y a cinq ans (presque) jour pour jour, le 14 mars 2018. Dans le titre, Hertog résume la théorie de son collègue ainsi : "L'Univers est un hologramme". Selon, lui, c'est en réalité le temps qui serait une dimension holographique, une projection apparue avec le Big Bang (illustré ci-dessous). Rappelons au passage que ce dernier désigne une phase d'expansion rapide de l'univers et non une explosion à proprement parler.

Hertog définit l'holographie comme "une approche dans laquelle un univers peut découler de l'information quantique comme une sorte d'hologramme". L'idée est que le temps serait, à l'image d'un hologramme, une dimension supplémentaire à celles existant véritablement. En terme "simples", le cosmologiste explique que le temps "n'a pas d'existence a priori. C'est une dimension qui émerge d'un hologramme et qui a donc une limite. En effet, si on va de plus en plus loin dans le passé, on va trouver de moins en moins d'informations encodées dans l'hologramme. Le big bang, du point de vue holographique, est la limite de la dimension du temps. En clair, il n'y a rien avant le big bang !" (via Le Point).

La théorie est imagée ci-dessus : le cercle extérieur représente un hologramme intemporel comportant un grand nombre d'informations (appelées "qubits", en informatique quantique). Le disque intérieur, lui, représente un univers en expansion depuis un point unique, l'origine du Big Bang. Plus on se rapproche de ce point situé au centre, plus on s'éloigne de l'hologramme et moins les informations encodées sont nombreuses. Une fois le centre atteint, il n'existe plus de temps, plus d'informations, ni-même de lois physiques : "il ne peut rien y avoir avant le Big Bang, car le passé qui en émerge holographiquement ne remonte pas plus loin" (via ScienceFocus). Cette théorie a permis une véritable prise de conscience de la part de Stephen Hawking, qui a mis de côté la conception qu'il s'est faite de l'univers pendant toute sa vie : il n'y aurait pas de lois absolues, "pourquoi" à l'origine de celui-ci. Mais ça, c'est un débat théologique sans fin.