Le post du mois de l'Archive Talk.Origins : octobre 2001

> [...] vous ne mentionnez pas une seule hypothèse que vous faites.
> Je peux nommer une hypothèse qui est attaquée
> de toutes parts — l'hypothèse que les constantes
> de décroissance radioactive sont restées relativement constantes depuis, eh bien, la
> création. La présomption scientifique d'une telle constance
> a de nombreux avantages pratiques, mais prétendre que de telles hypothèses
> excluent d'une manière quelconque toute possibilité d'autres hypothèses
> étant vraies est très non scientifique.

Je ne sais pas s'il faut rire ou pleurer. Je suppose rire. Mais je me demande si Steve Schulin a la moindre idée de la frustration que c'est d'entendre un non-physicien dire aux physiciens quelles sont leurs « hypothèses » sans d'abord apprendre la physique pertinente, et sans essayer de découvrir ce que disent les preuves expérimentales.

Les physiciens *adorent* trouver des preuves selon lesquelles les taux de décroissance radioactive ne sont pas constants, en partie parce que cela rend la vie plus intéressante (la physique est plus amusante quand il reste un mystère à comprendre), et en partie parce que le bon taux de variation pourrait expliquer certaines coïncidences en cosmologie. L'idée que les « constantes » ne sont peut-être pas constantes remonte au moins à Dirac (prix Nobel, 1933), et elle a suscité un énorme effort pour rechercher des preuves de changement.

Jusqu'à présent, les preuves sont claires : les constantes de la nature sont vraiment constantes. Il y a eu récemment un certain enthousiasme autour d'indications prudentes selon lesquelles la constante de structure fine, qui détermine certains taux de décroissance (et beaucoup d'autres choses), aurait pu changer, mais si elle a changé, ce fut de moins d'environ une partie sur 10^15 par an — voir Webb et al., Phys. Rev. Lett. 87, 091301 (2001).

Prenons un exemple :

La supernova SN1987A a été observée en 1987, lorsque nous avons vu une étoile « exploser » à environ 170 000 années-lumière de la Terre. Cette distance est sans ambiguïté — elle peut être obtenue par trigonométrie, sans hypothèses autres que la géométrie euclidienne est quasi correcte dans et près de notre galaxie.

Après la supernova initiale, une grande partie de l'énergie produite par SN1987A provenait des désintégrations radioactives du cobalt-56 et du cobalt-57. Ces désintégrations peuvent être identifiées parce qu'elles émettent des rayons gamma de fréquences très précises, facilement détectables. Nous avons examiné les taux de désintégration, et ils sont exactement les mêmes que ceux observés en laboratoire. Il n'y a donc eu aucun changement au moins pendant les 170 000 ans qu'il a fallu à la lumière pour nous parvenir.

Notez que vous n'avez pas besoin d'une vitesse de la lumière constante ici — la supernova offre une vérification indépendante. C'est parce que de nombreuses caractéristiques d'une supernova, depuis la quantité d'énergie et le nombre de neutrinos émis jusqu'aux raies spectrales des éléments dans l'« afterglow », dépendent fortement de la vitesse de la lumière. Si, par exemple, la vitesse de la lumière avait été différente au moment de la supernova, nous n'aurions pas du tout vu les désintégrations du cobalt, puisque la fréquence des rayons gamma émis lors de la désintégration dépend de la vitesse de la lumière.

J'utilise cet exemple parce qu'il est relativement simple à comprendre. Mais il y a eu *de nombreuses* autres recherches de changements dans les constantes physiques, utilisant des méthodes allant d'observations astrophysiques des spectres d'étoiles lointaines à des recherches d'anomalies de luminosité d'étoiles faibles, jusqu'à des études de rapports d'abondance de nucléides radioactifs, ainsi qu'à des mesures directes en laboratoire (pour les variations actuelles).

Le résultat est un ensemble d'observations qui s'ajustent entre elles de manière très rigide — vous ne pouvez pas en modifier une sans contredire beaucoup d'autres. Par exemple, si vous supposez que la vitesse de la lumière varie, cela affecte les raies spectrales d'étoiles lointaines. Elle affecte différemment les diverses lignes, et serait donc facile à voir. (C'est ce que Webb et al. cherchaient.) Vous pouvez tenter de compenser en autorisant la charge de l'électron à varier en synchronie avec la vitesse de la lumière. Mais cela impose que la charge du proton varie également, sinon le gaz d'hydrogène ne serait pas neutre (ce qui aurait des effets spectaculaires et facilement observables). Mais si la charge du proton varie, les taux de réactions nucléaires changeront, affectant la production d'énergie par les étoiles d'une manière que nous ne voyons pas. Vous pourriez alors proposer que la force de l'interaction nucléaire puisse changement exactement en synchronie avec la vitesse de la lumière et la charge de l'électron et du proton. Mais les interactions nucléaires affectent aussi les neutrons, et vous finiriez encore par obtenir des changements drastiques dans le comportement des étoiles, que nous observerions (et ne voyons pas). Les gens ont examiné ce type d'argument de manière attentive et quantitative. Cela ne fonctionne tout simplement pas.

Je vous suggère de consulter les FAQ de sci.physics sur cette question,
http://math.ucr.edu/home/baez/physics/ParticleAndNuclear/constants.html
et de consulter les références avant de dire beaucoup plus à propos de cette « hypothèse » particulière.

Steve Carlip