Cosmologie -  Stephen Hawking  - "The Nature of Space and Time" (Stephen Hawking et Roger Penrose, 1996) - Stephen Hawking, "A Brief History of Time: From the Big Bang to Black Holes" (1988) - "Black Holes and Baby Universes and Other Essays", 1993 - "The Nature of Space and Time" (Stephen Hawking et Roger Penrose, 1996) - "The Universe in a Nutshell", 2001 - "A Briefer History of Time", Stephen Hawking et Leonard Mlodinow, 2005 - "The Grand Design", Stephen Hawking et Leonard Mlodinow, 2010 - "My Brief History", 2013 - "Brief Answers to the Big Questions", 2018 - "Stephen Hawking: Quest for a Theory of Everything", Kitty Ferguson, 1991 - "On the Origin of Time: Stephen Hawking’s Final Theory" (Thomas Hertog, 2023) - ...

Last Update : 12/31/2024 


Stephen Hawking fut l’un des très rares scientifiques de la fin du XXe siècle à devenir une célébrité planétaire, et sans doute, malgré lui, il incarne une véritable révolution médiatique ...

La publication de "A Brief History of Time" en 1988 fit de lui bien davantage qu’un physicien connu de ses pairs : il devint une figure culturelle, un visage de la science contemporaine et, pour une partie du public, l’incarnation même du « génie ». Le succès fut réel : le livre a été traduit dans de nombreuses langues, a vendu des millions d’exemplaires et a établi un record de longévité sur les listes de best-sellers britanniques. Mais ce succès ne doit pas être confondu avec une lecture intégrale et techniquement maîtrisée. L’expression ironique de « Hawking Index » — mesure imaginaire de la distance qu’un lecteur parcourt dans un livre avant de l’abandonner — résume assez bien l’ambivalence de cette réception : le livre fut massivement acheté, offert, exposé, commencé, parfois lu avec passion, mais aussi souvent possédé comme signe de curiosité intellectuelle.

La cosmologie cesse d'être seulement une discipline scientifique pour devenir un objet culturel mondial. 

Elle entre dans ce que le sociologue des sciences Bruno Latour appelait les « circuits de traduction » entre laboratoire, médias et grand public, mais elle y acquiert un statut inédit : celui d'un grand récit contemporain sur les origines. Paradoxalement, ce succès médiatique ne signifie pas que notre représentation du monde ait été profondément transformée. 

Hawking a rendu la cosmologie omniprésente dans l'espace culturel, mais cette présence relève souvent de la fascination plus que de l'appropriation intellectuelle. L'univers est devenu un spectacle intellectuel et visuel — porté par des livres à succès, des documentaires, des interviews prestigieuses et, plus tard, des images spectaculaires des télescopes spatiaux — sans que cela modifie en profondeur les catégories ordinaires par lesquelles la plupart des individus pensent leur place dans le monde.

Hawking était, semble-t-il, convaincu que la cosmologie répondait à des questions traditionnellement philosophiques ou religieuses : pourquoi l'univers existe-t-il ? A-t-il un commencement ? Les lois de la nature suffisent-elles à expliquer son existence ? Il espérait que ces avancées modifieraient profondément notre manière de penser.

En revanche, rien n'indique qu'il ait pleinement anticipé un phénomène que l'on peut observer rétrospectivement : l'intégration de la cosmologie dans la culture de masse sans transformation équivalente des représentations ordinaires. Les trous noirs, le Big Bang ou les images du James Webb Space Telescope sont devenus des références familières, mais ils coexistent avec des conceptions du monde largement héritées de traditions plus anciennes.

C'est peut-être là la limite de l'optimisme de Hawking. Il pensait que la diffusion du savoir cosmologique entraînerait progressivement une évolution de notre vision du monde. L'histoire récente suggère plutôt que les sociétés peuvent absorber des révolutions scientifiques en les transformant en objets de fascination, d'émerveillement ou de divertissement, sans que leur imaginaire collectif en soit profondément reconfiguré.

Hawking a sans doute contribué à faire entrer la cosmologie dans la culture mondiale, mais cette réussite culturelle n'a pas nécessairement produit la « révolution copernicienne » des représentations qu'il espérait. La cosmologie contemporaine est devenue un langage partagé et un spectacle intellectuel, plus qu'un nouveau cadre de pensée pour la majorité des individus. 



"The Large Scale Structure of Space-Time", Stephen Hawking et George F. R. Ellis, 1973

C’est le grand ouvrage scientifique de Hawking, écrit avec le cosmologiste sud-africain George Ellis. Il expose rigoureusement la géométrie de l’espace-temps ; la relativité générale ; les singularités gravitationnelles ; l’effondrement stellaire ; les modèles cosmologiques ; les théorèmes montrant que, sous certaines conditions, l’Univers en expansion doit avoir connu une singularité passée. Ce livre appartient à la période où Hawking travaille dans le prolongement de Roger Penrose. Il ne s’agit nullement d’une vulgarisation, mais d’un traité destiné aux mathématiciens et physiciens.

C’est probablement l’ouvrage à retenir pour comprendre le véritable Hawking scientifique, avant sa transformation en célébrité. Il établit sa place parmi les fondateurs de la théorie moderne des singularités. Ses collègues résument généralement son apport autour de quatre domaines : singularités, thermodynamique des trous noirs, cosmologie quantique et paradoxe de l’information.


"A Brief History of Time: From the Big Bang to Black Holes" , 1988

Le livre présente au public la relativité générale ; l’expansion de l’Univers ; le Big Bang ; les trous noirs ; la flèche du temps ; la mécanique quantique ; la recherche d’une théorie unifiée ; la question des conditions initiales de l’Univers. Son véritable fil directeur n’est pas une histoire chronologique du temps, mais une question philosophique : Jusqu’où les lois physiques peuvent-elles expliquer l’existence et la structure de l’Univers ?

C’est le livre décisif. Il transforme Hawking de physicien réputé en icône mondiale, de spécialiste des trous noirs en porte-parole des « questions ultimes », de chercheur en personnage de la culture populaire. 

L’ouvrage est publié le 1er avril 1988. Son éditeur américain Peter Guzzardi joue un rôle important dans la simplification du manuscrit et dans le choix du titre. Il reste pendant des années dans les listes de meilleures ventes britanniques et américaines, tout en acquérant la réputation paradoxale de livre énormément acheté mais difficilement lu jusqu’au bout.

C’est également le livre qui installe durablement plusieurs images dans l’imaginaire collectif « l’esprit de Dieu », l’Univers sans bord, le temps imaginaire, les trous noirs qui s’évaporent, la théorie du tout.

 

Il faut souligner que "A Brief History of Time", bien qu’écrit par un Britannique et fortement associé à Cambridge, est aussi un produit éditorial en partie américain. L’éditeur Peter Guzzardi, chez Bantam Books, demandera de nombreuses clarifications, poussera Hawking à réécrire certains passages, contribuera à réduire le jargon, suggèrera le titre définitif et transformera un manuscrit de cosmologie en objet destiné au grand public.

On peut donc dire que le phénomène Hawking est bien anglo-américain : Cambridge fournit l’autorité scientifique, mais l’édition américaine contribue à transformer cette autorité en succès mondial, et les médias américains (télévision, presse, séries, cinéma) achèvent la fabrication de l’icône. Aucun livre américain « sur Hawking » n’a eu un impact comparable à ses propres livres ; l’apport américain tient surtout à leur mise en marché, à leur réception et à leur adaptation culturelle.


"Black Holes and Baby Universes and Other Essays", 1993

Ce recueil rassemble des conférences, des essais et des textes autobiographiques. Il est moins systématique que "A Brief History of Time", mais souvent plus révélateur de la personnalité de Hawking. Il aborde son enfance et sa formation, sa maladie, son expérience de la célébrité, les trous noirs, les « bébés univers », le déterminisme, les rapports entre science, religion et philosophie, son ambition de rendre la cosmologie publique.

C’est l’un des meilleurs livres pour étudier la construction publique de Hawking par Hawking lui-même. Le savant y devient simultanément témoin de sa propre vie, vulgarisateur, moraliste scientifique et personnage médiatique.

Le recueil montre que Hawking accepte déjà pleinement la personnalisation de la science : sa trajectoire corporelle et sa trajectoire intellectuelle sont présentées comme deux aspects d’un même récit.

 

Cygnus X-1 est un exemple historique important. Lorsque Hawking écrit ce texte (milieu des années 1970), son identification comme trou noir est encore discutée. Aujourd'hui, il est considéré comme l'un des premiers candidats solides, puis comme un trou noir stellaire confirmé...

"Permettez-moi d'expliquer brièvement comment un trou noir peut se former.

Imaginons une étoile dont la masse est dix fois supérieure à celle du Soleil. Pendant la majeure partie de son existence, soit environ un milliard d'années, cette étoile produit de l'énergie en son cœur en transformant l'hydrogène en hélium par fusion nucléaire. L'énergie ainsi libérée engendre une pression suffisante pour s'opposer à l'attraction gravitationnelle de l'étoile sur elle-même. Celle-ci conserve alors un rayon environ cinq fois supérieur à celui du Soleil.

La vitesse de libération à la surface d'une telle étoile est d'environ 1 000 kilomètres par seconde. Autrement dit, un objet lancé verticalement depuis sa surface à une vitesse inférieure à 1 000 km/s serait ramené vers l'étoile par son champ gravitationnel et retomberait à sa surface. En revanche, un objet dépassant cette vitesse s'échapperait définitivement dans l'espace.

Lorsque l'étoile a consommé tout son combustible nucléaire, plus rien ne peut maintenir cette pression interne. Sous l'effet de sa propre gravitation, elle commence alors à s'effondrer. À mesure que son rayon diminue, son champ gravitationnel en surface devient de plus en plus intense, et la vitesse de libération augmente.

Lorsque le rayon de l'étoile atteint environ 30 kilomètres, cette vitesse de libération devient égale à 300 000 kilomètres par seconde, c'est-à-dire la vitesse de la lumière. À partir de ce moment, même la lumière émise par l'étoile ne peut plus s'échapper vers l'infini : elle est retenue par le champ gravitationnel. Or, selon la théorie de la relativité restreinte, rien ne peut se déplacer plus vite que la lumière. Si la lumière elle-même ne peut s'échapper, rien d'autre ne le peut davantage.

Le résultat est un trou noir : une région de l'espace-temps dont il est impossible de s'échapper pour rejoindre l'infini.

La limite de cette région est appelée l'horizon des événements. Il correspond à la surface où un rayon lumineux émis depuis l'étoile est exactement incapable de s'échapper : il demeure comme suspendu au rayon de Schwarzschild, défini par la relation : 2GM/c2, où G est la constante de gravitation de Newton, M la masse de l'étoile et c la vitesse de la lumière.

Pour une étoile d'environ dix masses solaires, ce rayon de Schwarzschild est voisin de 30 kilomètres.

Nous disposons aujourd'hui de solides indices observationnels indiquant que de tels trous noirs existent effectivement dans certains systèmes d'étoiles doubles, comme la célèbre source de rayons X Cygnus X-1.

Il pourrait également exister dans l'Univers un très grand nombre de trous noirs beaucoup plus petits. Ceux-ci ne seraient pas issus de l'effondrement d'étoiles, mais de celui de régions extrêmement denses présentes dans le milieu très chaud et très comprimé qui aurait existé peu après le Big Bang, au moment où l'Univers est né.

Ces trous noirs primordiaux présentent un intérêt tout particulier pour les effets quantiques que je vais maintenant décrire.

Un trou noir d'une masse d'environ un milliard de tonnes — soit approximativement la masse d'une montagne — aurait un rayon d'environ 10⁻¹³ centimètre, c'est-à-dire de l'ordre de la taille d'un proton ou d'un neutron. Un tel objet pourrait être en orbite autour du Soleil ou autour du centre de notre Galaxie, tout en demeurant extrêmement difficile à détecter. e premier indice laissant penser qu'il pouvait exister un lien entre les trous noirs et la thermodynamique est apparu en 1970, à la suite d'une découverte mathématique : on montra que l'aire de l'horizon des événements, c'est-à-dire la surface qui délimite un trou noir, possède une propriété remarquable : elle ne peut qu'augmenter lorsqu'une quantité supplémentaire de matière ou de rayonnement tombe dans le trou noir.

De même, lorsque deux trous noirs entrent en collision et fusionnent pour n'en former plus qu'un seul, l'aire de l'horizon des événements du trou noir résultant est toujours supérieure à la somme des aires des horizons des deux trous noirs initiaux.

Ces propriétés suggèrent une profonde analogie entre l'aire de l'horizon d'un trou noir et la notion d'entropie en thermodynamique.

L'entropie peut être considérée comme une mesure du désordre d'un système ou, de manière équivalente, comme une mesure de notre ignorance de son état microscopique exact. La célèbre deuxième loi de la thermodynamique affirme que l'entropie d'un système isolé ne peut qu'augmenter au cours du temps.

L'analogie entre les propriétés des trous noirs et les lois de la thermodynamique a ensuite été développée par James M. Bardeen, de l'Université de Washington, Brandon Carter, alors à l'Observatoire de Meudon, et moi-même.

La première loi de la thermodynamique établit qu'une faible variation de l'entropie d'un système s'accompagne d'une variation proportionnelle de son énergie. Le coefficient de proportionnalité est appelé température.

Bardeen, Carter et moi avons montré qu'il existe une loi analogue pour les trous noirs : une petite variation de leur masse est liée à une variation de l'aire de leur horizon des événements. Dans cette relation, le coefficient de proportionnalité fait intervenir une grandeur appelée gravité de surface (surface gravity), qui mesure l'intensité du champ gravitationnel au niveau de l'horizon.

Si l'on admet que l'aire de l'horizon joue le rôle de l'entropie, alors la gravité de surface apparaît naturellement comme l'analogue de la température.

Cette analogie est encore renforcée par un fait remarquable : la gravité de surface possède la même valeur en tout point de l'horizon des événements, de la même manière que la température est uniforme dans un corps ayant atteint l'équilibre thermique...."

 

Cet extrait est historiquement fondamental, car il marque la naissance de la thermodynamique des trous noirs. Avant ces travaux, un trou noir était considéré comme un objet purement gravitationnel, caractérisé uniquement par sa masse, sa charge électrique et sa rotation. Bardeen, Carter et Hawking montrent qu'il obéit à des lois qui reproduisent presque exactement les quatre lois de la thermodynamique.

À cette époque, il ne s'agit encore que d'une analogie mathématique : les physiciens ne pensent pas que les trous noirs possèdent réellement une température, puisqu'ils sont supposés n'émettre aucun rayonnement. Cette situation change en 1974, lorsque Hawking démontre que les effets quantiques rendent les trous noirs capables d'émettre un rayonnement thermique. L'analogie devient alors une réalité physique : les trous noirs possèdent effectivement une température et une entropie, ouvrant un nouveau domaine de recherche à l'interface de la relativité générale, de la mécanique quantique et de la thermodynamique. Ce résultat est aujourd'hui considéré comme l'un des fondements de toute tentative de théorie quantique de la gravitation.


"The Nature of Space and Time" (Stephen Hawking et Roger Penrose, 1996)

L’ouvrage reprend une série de conférences et de débats entre Hawking et Penrose.

Ils confrontent leurs positions sur la relativité générale ; la mécanique quantique ; les singularités ; les trous noirs ; la flèche du temps ; la cosmologie quantique ; la question du réalisme physique. Penrose défend généralement une conception plus réaliste et géométrique de la physique ; Hawking privilégie davantage l’efficacité des modèles quantiques et l’approche par intégrale de chemins.

C’est le meilleur ouvrage pour éviter de réduire la cosmologie contemporaine au seul Hawking. Il montre que celui-ci appartient à une communauté de débats et que ses propositions sont loin de faire l’unanimité. Le livre substitue au mythe du génie isolé une véritable controverse intellectuelle entre deux styles de pensée.


"The Universe in a Nutshell", 2001

Conçu comme un prolongement illustré de "A Brief History of Time", il présente les développements théoriques des années 1990 : la théorie des cordes ; la théorie M ; les dimensions supplémentaires ; les branes ; la supersymétrie ; les dualités ; les possibilités théoriques de voyage dans le temps ; la recherche d’une unification de la relativité et de la physique quantique.

L’ouvrage témoigne d’un changement de régime médiatique. Le texte ne suffit plus : la cosmologie doit être rendue sensible par des illustrations spectaculaires, des diagrammes, des mises en pages colorées, des métaphores visuelles.

Il est donc symptomatique du passage de la vulgarisation écrite à une scénographie éditoriale du cosmos. Son influence scientifique est moindre que celle de "A Brief History of Time", mais il consolide Hawking comme marque culturelle mondiale. L’ouvrage officiel le présente comme une tentative de relier relativité générale, histoires multiples et théorie unifiée.


"A Briefer History of Time", Stephen Hawking et Leonard Mlodinow, 2005

Cette version abrégée et réécrite cherche à répondre à une difficulté bien connue : de nombreux lecteurs avaient trouvé "A Brief History of Time" trop complexe. Hawking et Mlodinow vont donc simplifier la relativité, l’expansion cosmique, les trous noirs, la mécanique quantique, la théorie des cordes, la recherche d’une théorie unifiée.

Le livre révèle toute l’ambivalence du succès de Hawking. La première "Brief History" était devenue célèbre précisément parce qu’elle promettait de rendre l’Univers accessible ; il fallut néanmoins publier une histoire « encore plus brève » pour rendre le livre original véritablement abordable. Le site officiel de Hawking reconnaît explicitement que les lecteurs avaient signalé la difficulté de plusieurs concepts essentiels du premier ouvrage.


"The Grand Design", Stephen Hawking et Leonard Mlodinow, 2010

C’est le livre le plus explicitement philosophique et polémique de Hawking. Publié plus de vingt ans après "A Brief History of Time", "The Grand Design" ne constitue pas une révolution scientifique comparable aux travaux de Hawking sur les singularités ou les trous noirs. Il propose plutôt une synthèse philosophique de la cosmologie contemporaine, fondée sur les acquis de la relativité générale, de la mécanique quantique et des théories unificatrices en développement. L'ambition du livre est claire : montrer que les lois de la physique peuvent expliquer l'apparition et la structure de l'Univers sans faire intervenir de causes extérieures à la nature.

1. Le « réalisme dépendant du modèle » (Model-Dependent Realism)

L'idée centrale du livre est ce que Hawking et Mlodinow appellent le réalisme dépendant du modèle. Selon eux, il n'existe pas de moyen d'accéder directement à une réalité « en soi », indépendante de toute description. Nous connaissons toujours le monde au moyen de modèles théoriques construits par la science.

Un modèle est jugé valable non parce qu'il reproduirait fidèlement une réalité absolue, mais parce qu'il permet d'expliquer les observations, de faire des prédictions vérifiables et de rester cohérent avec les autres connaissances établies. Deux modèles différents peuvent parfois décrire avec succès un même phénomène sans qu'il soit possible de décider lequel représenterait la « vraie » réalité. La physique cesse ainsi de rechercher une image définitive du monde pour privilégier les modèles les plus efficaces.

Cette position rappelle certains aspects de l'instrumentalisme scientifique, tout en conservant l'idée que les modèles nous donnent accès à une connaissance objective des phénomènes.

2. Il n'existe pas nécessairement une représentation unique et absolue de la réalité.

À partir de ce réalisme dépendant du modèle, Hawking remet en cause l'idée selon laquelle il existerait une description ultime et unique de l'Univers.

L'histoire des sciences montre que plusieurs théories peuvent coexister pour décrire un même domaine de phénomènes. La mécanique ondulatoire et la mécanique matricielle, par exemple, conduisent aux mêmes résultats en physique quantique tout en utilisant des formulations différentes. De même, plusieurs descriptions mathématiques peuvent être équivalentes tout en mettant l'accent sur des propriétés distinctes.

L'objectif de la science ne consiste donc plus à découvrir une photographie parfaite de la réalité, mais à construire des représentations de plus en plus puissantes, chacune adaptée à un domaine précis.

3. La possibilité d'une pluralité d'univers (Multiverse)

Le livre reprend l'hypothèse du multivers, déjà présente dans certaines versions de l'inflation cosmique et dans la théorie des cordes.

Si les lois fondamentales autorisent de nombreuses solutions mathématiques différentes, il est possible que notre Univers ne soit qu'une réalisation parmi un très grand nombre d'univers possédant chacun leurs propres constantes physiques, leurs dimensions ou leurs propriétés.

Dans cette perspective, notre Univers n'est plus considéré comme exceptionnel. Il est simplement l'un de ceux où les conditions permettent l'apparition de structures complexes, des étoiles, des planètes et finalement de la vie. Cette idée est souvent rapprochée du principe anthropique : nous observons nécessairement un univers compatible avec notre existence, puisque seuls de tels univers peuvent être observés par des êtres conscients.

Hawking souligne toutefois qu'il s'agit d'une conséquence possible de certaines théories physiques, et non d'une observation directe.

4. La théorie M comme candidat à une théorie unifiée

Hawking considère que la théorie M représente le meilleur candidat disponible pour réaliser l'ancien rêve d'Einstein : une théorie capable d'unifier toutes les interactions fondamentales.

La théorie M prolonge les théories des cordes en réunissant plusieurs formulations auparavant concurrentes. Elle suppose que les constituants élémentaires de la matière ne sont pas des particules ponctuelles, mais des objets étendus (cordes ou membranes) évoluant dans un espace comportant davantage de dimensions que les quatre dimensions familières de l'espace-temps.

Pour Hawking, cette théorie possède l'avantage d'intégrer naturellement la gravitation à la mécanique quantique. Il reconnaît néanmoins qu'elle demeure incomplète et qu'aucune confirmation expérimentale décisive n'existe encore. La théorie M apparaît donc davantage comme un programme de recherche que comme une théorie définitivement établie.

5. Les lois physiques peuvent expliquer la création de l'Univers sans intervention divine.

C'est l'idée qui suscita le plus de réactions lors de la publication du livre.

Hawking affirme que, si des lois telles que la gravitation quantique existent, l'Univers peut apparaître spontanément à partir d'un état quantique sans qu'il soit nécessaire d'invoquer une intervention surnaturelle. La phrase la plus souvent citée est : "Because there is a law such as gravity, the Universe can and will create itself from nothing."

Le « rien » dont parle Hawking ne correspond cependant pas au néant philosophique. Il désigne un état décrit par la physique quantique, régi par des lois, des fluctuations et une structure mathématique. Son propos ne consiste donc pas à démontrer l'inexistence de Dieu, mais à soutenir que l'hypothèse d'un créateur n'est pas nécessaire pour expliquer le commencement de l'Univers dans le cadre des modèles physiques disponibles.

Cette thèse a suscité de nombreuses critiques. Plusieurs philosophes ont souligné que Hawking répond à une question scientifique — comment un univers peut apparaître selon certaines lois — alors que la métaphysique s'interroge sur une autre question : pourquoi existe-t-il des lois physiques plutôt que rien du tout ? Les deux niveaux d'explication ne se recouvrent pas entièrement.

 

L'importance de "The Grand Design" réside moins dans ses apports scientifiques que dans le déplacement qu'il opère. Hawking ne se contente plus de présenter les résultats de la cosmologie contemporaine ; il affirme que ceux-ci permettent désormais de reformuler des questions traditionnellement philosophiques ou théologiques. L'ouvrage fait ainsi du cosmologiste un interlocuteur direct des philosophes, des théologiens et du grand public.

Paradoxalement, c'est aussi le livre où Hawking s'éloigne le plus du physicien démonstrateur pour devenir un interprète de la science. Ses propositions — réalisme dépendant du modèle, pluralité des univers, théorie M, auto-création de l'Univers — relèvent autant d'une lecture philosophique des théories contemporaines que de résultats empiriquement établis. C'est précisément ce qui explique l'ampleur des débats qu'il a suscités : The Grand Design ne modifie pas seulement notre compréhension du cosmos, il interroge la manière même dont la science prétend désormais répondre aux grandes questions sur l'origine et le sens de l'Univers.


"My Brief History", 2013

Autobiographie courte, abondamment illustrée, allant de l’enfance d’Hawking ; à Oxford et Cambridge ; au diagnostic de maladie du motoneurone ; à son mariage avec Jane ; à ses découvertes scientifiques ; au succès mondial ; à sa vie publique. La physique y occupe moins de place que dans ses autres ouvrages.

Le livre achève la transformation de Hawking en personnage historique conscient de sa propre légende. Le titre lui-même recycle celui de 1988 : la « brève histoire du temps » devient la « brève histoire de moi ».

Cette substitution est révélatrice : l’histoire de l’Univers et l’histoire de Hawking sont désormais éditorialement superposées. En Chine, sa traduction a notamment été distinguée parmi les ouvrages importés remarqués en 2014, ce qui montre l’ampleur de sa réception asiatique.

 

"No Boundaries" (Sans frontières).

"Lorsque j'avais vingt et un ans et que l'on m'a diagnostiqué une sclérose latérale amyotrophique (SLA), j'ai trouvé cela profondément injuste. Pourquoi cela devait-il m'arriver à moi ? À l'époque, j'avais le sentiment que ma vie était terminée et que je ne pourrais jamais réaliser le potentiel dont je me sentais capable.

Aujourd'hui, plus de cinquante ans plus tard, je peux regarder ma vie avec une tranquille satisfaction. Je me suis marié deux fois et j'ai trois enfants merveilleux, qui ont tous réussi leur vie. J'ai également connu une carrière scientifique féconde. Je pense que la plupart des physiciens théoriciens reconnaissent que ma prédiction de l'émission quantique des trous noirs est correcte, même si elle ne m'a pas valu le prix Nobel, car elle demeure extrêmement difficile à vérifier expérimentalement. En revanche, j'ai reçu une distinction que je considère encore plus précieuse : le Fundamental Physics Prize, récompensant l'importance théorique de cette découverte, bien qu'elle n'ait pas encore été confirmée par l'expérience.

Mon handicap n'a jamais constitué un obstacle majeur dans mon travail scientifique. À certains égards, il a même été un avantage. Je n'ai pas eu à assurer de nombreux cours ou à enseigner à de grands groupes d'étudiants de premier cycle, ni à siéger dans des commissions interminables et chronophages. J'ai ainsi pu consacrer l'essentiel de mon temps à la recherche.

Pour mes collègues, je suis simplement un physicien parmi d'autres. Pour le grand public, en revanche, je suis peut-être devenu le scientifique le plus célèbre du monde. Cela tient en partie au fait que, mis à part Einstein, les scientifiques ne sont généralement pas des vedettes internationales. Cela tient aussi au fait que je correspondais au stéréotype du « génie handicapé ». Je ne peux pas me dissimuler derrière une perruque et des lunettes noires : mon fauteuil roulant me trahit immédiatement.

Cette célébrité, et le fait d'être facilement reconnaissable, présentent des avantages comme des inconvénients. Parmi les inconvénients, il est parfois difficile d'accomplir des gestes ordinaires, comme faire ses courses, sans être assailli par des personnes souhaitant une photographie. La presse s'est également longtemps intéressée de manière excessive à ma vie privée. Mais ces désagréments sont largement compensés par les aspects positifs. Les gens semblent sincèrement heureux de me rencontrer. J'ai même connu la plus grande audience de toute ma vie lorsque j'ai participé à la cérémonie d'ouverture des Jeux paralympiques de Londres, en 2012.

 

J'ai eu une vie riche et pleinement satisfaisante. Je suis convaincu que les personnes en situation de handicap devraient concentrer leur énergie sur ce que leur handicap ne les empêche pas d'accomplir, plutôt que de regretter ce qui leur demeure inaccessible. Pour ma part, j'ai réussi à réaliser la plupart des choses que je souhaitais faire...."


"Brief Answers to the Big Questions", 2018, publication posthume

Le livre rassemble les réponses de Hawking à dix grandes interrogations : Dieu existe-t-il ? Comment l’Univers a-t-il commencé ? Existe-t-il d’autres formes de vie intelligente ? Peut-on prédire l’avenir ? Les trous noirs sont-ils dangereux ? Le voyage dans le temps est-il possible ? L’humanité survivra-t-elle sur Terre ? Faut-il coloniser l’espace ? L’intelligence artificielle représentera-t-elle une menace ? Comment concevoir l’avenir ?

Les dix chapitres peuvent être ramenés à quatre convictions fondamentales :

- L'Univers est intelligible (les lois physiques suffisent à l'expliquer).

- L'humanité est fragile (catastrophes naturelles, nucléaires, climatiques ou technologiques).

- La connaissance est notre meilleure ressource (science, éducation, coopération internationale).

- Notre avenir est cosmique (l'expansion vers l'espace est, selon lui, une condition de la survie à très long terme de l'espèce).

Autrement dit, le Hawking de 2018 n'est plus seulement le cosmologiste des trous noirs : il devient un penseur de la condition humaine dans un Univers sans finalité apparente, où la science éclaire les possibilités mais laisse aux êtres humains la responsabilité de leurs choix.

WHY WE MUST ASK THE BIG QUESTIONS

  "Les êtres humains ont toujours voulu obtenir des réponses aux grandes questions. D'où venons-nous ? Comment l'Univers a-t-il commencé ? Quel est son sens et quel dessein le sous-tend ? Sommes-nous seuls dans l'Univers ? Les récits de la création hérités du passé paraissent aujourd'hui moins pertinents et moins crédibles. Ils ont été remplacés par une multitude de croyances que l'on ne peut guère qualifier autrement que de superstitions, allant des doctrines du New Age jusqu'à Star Trek. Pourtant, la véritable science peut être bien plus étrange que la science-fiction, et infiniment plus satisfaisante.

Je suis scientifique. Un scientifique profondément fasciné par la physique, la cosmologie, l'Univers et l'avenir de l'humanité. Mes parents m'ont transmis une curiosité inébranlable et, comme mon père, le désir de rechercher et de tenter de répondre aux nombreuses questions que la science nous pose. J'ai passé ma vie à voyager à travers l'Univers, dans les limites de mon esprit. Grâce à la physique théorique, j'ai cherché à répondre à quelques-unes des plus grandes interrogations de notre existence. À une époque, je pensais assister à l'achèvement de la physique telle que nous la connaissons ; aujourd'hui, je crois que l'émerveillement de la découverte se poursuivra longtemps après ma disparition. Nous nous approchons de certaines réponses, mais nous n'y sommes pas encore.

Le problème est que beaucoup de personnes pensent que la véritable science est trop difficile et trop complexe pour être comprise. Je ne partage pas cette opinion. Certes, mener des recherches sur les lois fondamentales qui gouvernent l'Univers exige un investissement en temps que la plupart des gens ne peuvent consacrer ; le monde s'arrêterait vite si chacun d'entre nous essayait de devenir physicien théoricien. En revanche, la plupart des personnes sont parfaitement capables de comprendre et d'apprécier les idées essentielles, à condition qu'elles soient présentées clairement et sans équations. Je suis convaincu que cela est possible, et c'est ce que j'ai pris plaisir à faire tout au long de ma vie.

Nous vivons une époque extraordinaire pour pratiquer la recherche en physique théorique. Notre représentation de l'Univers a profondément changé au cours des cinquante dernières années, et je suis heureux d'avoir pu y apporter ma contribution. L'une des grandes révélations de l'ère spatiale est le regard nouveau qu'elle nous a permis de porter sur nous-mêmes. Lorsque nous contemplons la Terre depuis l'espace, nous nous voyons comme une seule humanité. Nous percevons ce qui nous unit plutôt que ce qui nous sépare. Cette image, d'une grande simplicité, porte un message d'une force remarquable : une seule planète, une seule humanité.

Je souhaite joindre ma voix à celles de tous ceux qui réclament une action immédiate face aux défis majeurs auxquels notre communauté mondiale est confrontée. J'espère qu'à l'avenir, lorsque je ne serai plus là, les responsables politiques feront preuve de créativité, de courage et de leadership. Qu'ils soient à la hauteur des objectifs du développement durable et qu'ils agissent non par intérêt particulier, mais dans l'intérêt commun. Je sais combien le temps est précieux. Saisissez l'instant. Agissez dès maintenant.

J'ai déjà raconté ma vie, mais certains souvenirs de mon enfance méritent d'être évoqués de nouveau, car ils éclairent la fascination qui m'a accompagné toute ma vie pour les grandes questions.

Je suis né exactement trois cents ans après la mort de Galilée, et j'aime à penser que cette coïncidence a eu une influence sur le destin de ma vie scientifique. Cela dit, j'estime qu'environ deux cent mille autres bébés sont également nés ce jour-là ; j'ignore si l'un d'entre eux s'est ensuite passionné pour l'astronomie.

J'ai grandi dans une haute et étroite maison victorienne de Highgate, à Londres, que mes parents avaient achetée à très bas prix pendant la Seconde Guerre mondiale, à une époque où beaucoup pensaient que Londres serait entièrement rasée par les bombardements. En réalité, une fusée V2 est tombée à quelques maisons de la nôtre. Ma mère, ma sœur et moi étions alors absents et, heureusement, mon père n'a pas été blessé. Pendant plusieurs années, un vaste terrain dévasté par la bombe subsista au bout de notre rue ; j'y jouais souvent avec mon ami Howard. Nous explorions les traces de l'explosion avec cette même curiosité qui allait guider toute ma vie.

En 1950, le lieu de travail de mon père fut transféré au nord de Londres, dans le tout nouveau National Institute for Medical Research, à Mill Hill. Notre famille s'installa donc dans la ville cathédrale voisine de St Albans. Je fus d'abord inscrit à la High School for Girls, qui, malgré son nom, accueillait les garçons jusqu'à l'âge de dix ans. Je poursuivis ensuite mes études à la St Albans School. Je ne dépassais jamais vraiment le milieu du classement — la classe était d'un niveau exceptionnel — mais mes camarades m'avaient surnommé « Einstein », signe qu'ils voyaient sans doute en moi un potentiel que mes résultats ne révélaient pas encore. Lorsque j'avais douze ans, l'un de mes amis paria avec un autre un sachet de bonbons que je ne ferais jamais rien de ma vie...."


La bibliothèque hawkingienne ne montre  pas seulement une trajectoire intellectuelle mais comment une théorie scientifique est vulgarisée, comment un physicien devient progressivement le substitut culturel du philosophe, du prophète et du héros, sans que la compréhension collective de la cosmologie progresse nécessairement dans les mêmes proportions ..

 

- 1973 : le mathématicien de l’espace-temps

Hawking appartient à une communauté savante hautement spécialisée.

- 1988 : le vulgarisateur des origines

Il fait de la cosmologie une interrogation publique.

- 1993-2001 : le personnage médiatique

Sa vie, sa voix synthétique et ses images deviennent inséparables de ses idées.

- 2010 : l’autorité métaphysique

Il intervient sur Dieu, la philosophie et l’existence de l’Univers.

- 2013-2018 : le sage mondial

Son autobiographie et ses dernières réponses transforment le savant en conscience de l’humanité.

- Depuis 2007 : le démontage de l’icône

Jane Hawking ("Music to Move the Stars: A Life with Stephen Hawking", 1999; "Travelling to Infinity: My Life with Stephen", 2007,2014), Kitty Ferguson ("Stephen Hawking: Quest for a Theory of Everything", 1991; "Stephen Hawking: His Life and Work", la meilleure synthèse, 2011)) et Thomas Hertog ("On the Origin of Time: Stephen Hawking's Final Theory", 2023, le collaborateur scientifique), Michael White & John Gribbin ("Stephen Hawking: A Life in Science", 1992, la première grande biographie scientifique), permettent de distinguer l’homme, le chercheur, le réseau de collaborateurs et le personnage médiatique.

 

"Stephen Hawking: Quest for a Theory of Everything", Kitty Ferguson, 1991

Révisé et considérablement développé sous les titres "Stephen Hawking: His Life and Work" (2011), "Stephen Hawking: An Unfettered Mind", édition actualisée, 2012/2017 selon les marchés. Kitty Ferguson articule plus étroitement que White et Gribbin, la vie personnelle, l’évolution des recherches, les débats scientifiques, les rapports avec Penrose, Hartle et d’autres collègues, la médiatisation, l’usage politique et humanitaire de sa célébrité. C’est probablement la meilleure biographie générale actuellement disponible pour qui cherche un équilibre entre la science, sa vie personnelle et la construction médiatique. Ferguson a travaillé avec l’aide de Hawking, qui lui a fourni des éléments biographiques et l’a aidée à vérifier sa compréhension de ses théories.

 

"Travelling to Infinity: My Life with Stephen", 2007, Jane Hawking

Version révisée de "Music to Move the Stars: A Life with Stephen" (1999), dans lequel Jane Hawking raconte leur rencontre, le diagnostic de Stephen, le mariage, la naissance et l’éducation de leurs enfants, les exigences permanentes des soins, sa propre carrière intellectuelle sacrifiée ou retardée, les tensions du couple, la célébrité croissante de Hawking, leur séparation. Son récit révèle le coût humain de la légende. Il ne détruit pas l’admiration pour Hawking, mais en modifie la perspective : le héros individuel apparaît comme le produit d’un réseau de soutien souvent effacé par les médias. 

Une version révisée qui a ensuite servi de base au film "The Theory of Everything" de James Marsh, sorti en 2014.

 

"On the Origin of Time: Stephen Hawking’s Final Theory" (Thomas Hertog, 2023)

Thomas Hertog, cosmologiste belge et ancien collaborateur de Hawking, présente leur travail sur une cosmologie dite « descendante » ou top-down cosmology. L’idée générale consiste à remettre en question la représentation classique selon laquelle : les lois fondamentales auraient été fixées une fois pour toutes ; l’Univers se serait ensuite développé à partir de conditions initiales déterminées.

Hertog et Hawking envisagent plutôt que les lois observables puissent être liées à l’histoire cosmique elle-même et que l’on doive reconstruire le passé à partir de notre situation présente.

C’est aujourd’hui le livre le plus important pour comprendre le dernier Hawking scientifique, au-delà des slogans sur les trous noirs et « l’esprit de Dieu ». Il donne accès à une orientation beaucoup plus spéculative :

- l’Univers n’aurait pas nécessairement commencé avec des lois entièrement déterminées ;

- les lois elles-mêmes pourraient avoir émergé ou évolué ;

- la perspective de l’observateur joue un rôle dans la reconstruction cosmologique.

Les comptes rendus scientifiques soulignent que le livre constitue une introduction accessible à cette cosmologie descendante.


Au Royaume-Uni, Hawking fut d’abord inscrit dans une histoire nationale de la science. Sa position à Cambridge, son ancienne chaire lucasienne de mathématiques — autrefois occupée par Isaac Newton —, sa présence dans les médias et son humour l’ont fait apparaître comme l’héritier contemporain d’une tradition britannique associant génie théorique, institutions prestigieuses et rayonnement mondial.

Le succès de "A Brief History of Time" correspond aussi à un moment particulier de l’édition britannique. La science populaire devient alors un secteur majeur : elle ne s’adresse plus seulement à un public scolaire ou universitaire, mais à des lecteurs qui cherchent dans la cosmologie une forme de culture générale et de vertige philosophique. Hawking proposait une promesse particulièrement forte : comprendre le Big Bang, les trous noirs, le temps et le destin de l’univers sans posséder une formation avancée en mathématiques. Le livre fut soigneusement édité pour réduire l’appareil technique ; Hawking reprenait lui-même la plaisanterie selon laquelle chaque équation supplémentaire ferait perdre la moitié des lecteurs.

Mais la réception britannique fut aussi profondément médiatique. 

Le documentaire d’Errol Morris, "A Brief History of Time" (1991), puis les apparitions de Hawking dans des programmes télévisés et des œuvres de fiction ont consolidé son statut d’icône. Il ne fut plus seulement l’auteur d’un livre difficile : il devint un personnage public immédiatement identifiable, avec sa voix synthétique, son fauteuil et une manière très particulière de faire coexister humour, cosmologie et autorité intellectuelle. 


Aux États-Unis, Hawking fut reçu dans une culture déjà fortement marquée par la vulgarisation scientifique de Carl Sagan, Richard Feynman et, plus tard, Brian Greene ou Neil deGrasse Tyson. Son succès y a pris la forme d’un événement éditorial et médiatique : la cosmologie devenait un sujet de conversation grand public, susceptible de rejoindre les rayons des librairies généralistes, les émissions de télévision et la culture populaire.

L’édition américaine a joué un rôle décisif dans cette transformation. Le texte fut rendu plus lisible, le titre plus frappant, et la présentation conçue pour atteindre un lectorat beaucoup plus large que le seul public des amateurs de physique. Le livre promettait non seulement des explications sur l’univers, mais une réponse — ou du moins un accès — à des questions que l’on associe habituellement à la philosophie et à la religion : pourquoi l’univers existe-t-il ? A-t-il eu un commencement ? Le temps a-t-il une origine ? Existe-t-il une théorie ultime ?

La célébrité américaine de Hawking fut ensuite entretenue par ses apparitions dans Star Trek: The Next Generation", "The Simpsons" et d’autres productions populaires. Cette circulation dans la culture de masse avait un effet paradoxal : elle démocratisait l’image du physicien théoricien, mais elle réduisait aussi parfois l’œuvre scientifique à une silhouette immédiatement reconnaissable, à une voix électronique et à quelques mots-clés — trous noirs, Big Bang, théorie du tout.

 

"Stephen Hawking: The Playboy Interview (50 Years of the Playboy Interview) (2012)"

Un document d'histoire culturel, moins intéressant pour ce qu'il dit de Stephen Hawking que pour ce qu'il révèle de la manière dont la cosmologie est devenue un objet de culture médiatique. 

1. Le texte ne présente pas Hawking comme un physicien parmi d'autres, mais comme l'un des "cultural titans of the last half century". Cette expression est révélatrice. La notoriété scientifique n'est plus définie par les pairs, les publications ou les découvertes, mais par une visibilité culturelle comparable à celle d'artistes, d'acteurs, de musiciens ou de responsables politiques. Autrement dit, Hawking n'est plus seulement l'auteur de travaux sur les trous noirs ; il devient un personnage de la culture mondiale. Cette transformation est caractéristique des années 1980-1990.

2. Playboy à cette époque n'était pas seulement un magazine érotique mais également un magazine intellectuel extrêmement influent. On y trouvera des entretiens avec Jean-Paul Sartre, Fidel Castro, Miles Davis, Martin Luther King Jr., Ayn Rand, Stanley Kubrick. L'entretien de Hawking signifie que la cosmologie est désormais considérée comme un sujet de conversation générale. Elle quitte les revues scientifiques pour entrer dans l'espace médiatique.

3. Playboy ne vend pas des équations ou des modèles cosmologiques, mais une personnalité. Le scientifique devient quelqu'un dont on veut connaître les opinions, sa vision de l'univers, son rapport à Dieu, sa maladie, son optimisme, son humour. C'est déjà la logique contemporaine de la personnalisation de la science.

4. Hawking devient une icône. Certes, à la même époque, des cosmologistes tout aussi importants existent, Roger Penrose (la géométrie profonde de l'espace-temps et les singularités), Alan Guth (les toutes premières fractions de seconde de l'Univers avec l'inflation cosmique), Andrei Linde (l'inflation éternelle et l'hypothèse d'une multitude d'univers), Martin Rees (les conditions cosmologiques permettant l'apparition de la complexité, des galaxies et de la vie). Mais aucun ne deviendra une figure médiatique comparable : parce que Hawking concentre plusieurs récits extrêmement puissants, dont la victoire de l'esprit sur le corps et le mystère de l'univers, et ce qui semble la possibilité de répondre aux grandes questions philosophiques.

5. Et la cosmologie devient un récit. Le texte de présentation ne parle pratiquement pas de physique, mais d'histoire, de célébrités, de culture, d'anniversaire, d'Amazon et de Kindle. La cosmologie devient un produit éditorial. 

6. On pourrait croire qu'une telle médiatisation conduit le public à comprendre davantage la cosmologie. Les enquêtes de sociologie des sciences révèleront pourtant autre chose. La plupart des lecteurs retiennent surtout quelques images, toujours les mêmes, le Big Bang, les trous noirs, les voyages dans le temps. Peu importe les équations d'Albert Einstein, la relativité générale, la géométrie différentielle, les modèles FLRW, les débats sur l'inflation ou les problèmes de mesure cosmologique. La médiatisation fabrique davantage un imaginaire cosmologique qu'une véritable culture scientifique...

"Stephen Hawking, avril 1990

« Au commencement, Dieu créa le ciel et la terre. [...] Et Dieu fit les deux grands luminaires : le plus grand pour présider au jour, le plus petit pour présider à la nuit ; il fit aussi les étoiles. [...] Ainsi furent achevés le ciel, la terre et toute leur armée. Le septième jour, Dieu acheva l'œuvre qu'il avait faite ; et il se reposa le septième jour de toute l'œuvre qu'il avait accomplie. »

S'il existe aujourd'hui des désaccords sur ce récit biblique des origines de l'univers, il y en a beaucoup moins sur un point : l'univers a bel et bien eu un commencement, d'une manière ou d'une autre. Mais dès que l'on s'interroge sur cette origine surgissent quelques-unes des plus grandes questions demeurées sans réponse : comment tout cela — nous, cette Terre, cet univers — est-il advenu ? Ce sont les « questions éternelles », celles qui, depuis toujours, nourrissent l'émerveillement de l'humanité.

Ce qui rend l'invité de ce mois-ci particulièrement remarquable, c'est qu'il est peut-être l'un des rares êtres humains à pouvoir apporter des réponses à ces interrogations. Dans une discipline où le génie est presque monnaie courante, le physicien Stephen W. Hawking est décrit par ses pairs comme « l'héritier intellectuel d'Einstein ».

Mais son exceptionnelle puissance intellectuelle n'est qu'un des aspects qui le distinguent. Depuis vingt-sept ans, Hawking meurt lentement d'une maladie des motoneurones, la sclérose latérale amyotrophique (SLA), plus connue sous le nom de maladie de Lou Gehrig. À mesure que la maladie a progressé, il s'est retrouvé cloué dans un fauteuil roulant, presque totalement incapable de bouger et, depuis quatre ans, privé de la parole.

La maladie, cependant, n'a pas atteint son intelligence. Certains de ses collègues estiment même que sa puissance intellectuelle s'est encore accrue depuis l'apparition de la maladie. Grâce à une volonté extraordinaire, Hawking a poursuivi ses recherches, ses écrits et la mission qu'il s'est donnée de faire connaître au grand public les travaux de sa discipline.

Pour cela, il s'appuie sur un ordinateur sophistiqué. Un écran fixé à l'avant de son fauteuil électrique lui permet de composer des phrases en sélectionnant des mots dans des listes affichées à l'écran. Avec les quelques doigts de chaque main qu'il peut encore mouvoir, il dirige un curseur vers le mot ou le groupe de mots voulu. L'ordinateur transforme ensuite ses phrases en une voix synthétique, monotone, rappelant celle de HAL dans 2001 : l'Odyssée de l'espace. Il peut également convertir directement certains mots choisis par Hawking en équations mathématiques.

Hawking estime aussi avoir le devoir, malgré le peu de temps qui lui reste à vivre, de s'adresser à un public toujours plus large. Il a publié un ouvrage devenu immensément populaire, Une brève histoire du temps, qui figure déjà depuis quatre-vingt-onze semaines sur la liste des meilleures ventes du New York Times. Bien qu'il tente de rendre la cosmologie accessible au plus grand nombre, ce livre demeure difficile pour les lecteurs n'ayant pas reçu une formation universitaire en physique.

Dans cet entretien — qui a demandé au physicien un effort considérable et une grande fatigue — Hawking cherche à diffuser encore davantage ces idées.

En 1970, Hawking et son collègue mathématicien et physicien Roger Penrose publièrent un article commun venant étayer la théorie selon laquelle l'univers avait commencé par ce que l'on appelle communément le Big Bang. Autrement dit, toute la matière de l'univers aurait été concentrée, à un instant donné, dans un état de densité infinie appelé « singularité ». Sous l'effet d'une force — sans exclure l'intervention éventuelle d'un Créateur suprême — cette énergie aurait été libérée pour donner naissance à toute la matière de l'univers.

Hawking avait alors développé de nouvelles méthodes mathématiques afin de démontrer la théorie proposée par Penrose en 1965 selon laquelle une étoile s'effondrant sous l'effet de sa propre gravitation pouvait finalement se réduire à une taille et à un volume nuls, donnant naissance à ce que l'on appelle un trou noir. Tous deux avancèrent que si un tel phénomène était possible, son inverse devait l'être également : un trou noir pourrait, dans certaines circonstances, restituer son énergie et engendrer à nouveau de la matière, comme cela aurait pu se produire lors de la création de l'univers.

La théorie Hawking-Penrose est désormais généralement admise comme description de l'origine de l'univers. Mais fidèle à son tempérament et à son exigence intellectuelle, Hawking remet aujourd'hui en question ses propres conclusions et réclame une théorie plus complète. Selon lui, les effets quantiques — c'est-à-dire le comportement de la matière aux échelles atomique et subatomique — doivent également être pris en compte.

Avec Jim Hartle, de l'Université de Californie, Hawking a proposé une nouvelle hypothèse, dite de la « condition sans frontière » (no boundary condition), qui, combinée à d'autres concepts de la physique, pourrait expliquer l'origine de notre univers.

Cette hypothèse pourrait à son tour conduire à l'élaboration d'une théorie « unifiée », capable d'expliquer comment toute la matière, depuis les galaxies jusqu'aux particules élémentaires, interagit. C'est à cette quête — le Saint Graal de la physique — que Hawking consacre les dernières années de sa carrière. C'est aussi celle qui échappa à Einstein pendant près d'un demi-siècle.

Hawking occupe la prestigieuse chaire lucasienne de mathématiques à l'Université de Cambridge, autrefois occupée par le père de la physique moderne, Isaac Newton.

Son univers est avant tout celui de la pensée. C'est un monde peuplé de constructions mathématiques de l'espace et du temps, de particules élémentaires jamais observées directement, de trous noirs, d'étoiles à neutrons, de naines blanches et de trous de ver où le voyage dans le temps demeure théoriquement envisageable. Pour Hawking, c'est un espace sans limites où l'imagination ne rencontre aucune frontière.

Pour rencontrer Hawking, Playboy envoya en Angleterre le journaliste indépendant Morgan Strong, à la vénérable Université de Cambridge, sur les rives de la Cam. Voici son récit :

« À la fin de l'été, Cambridge est une petite ville particulièrement animée. Les étudiants de l'université ont laissé la place à des foules d'étudiants italiens, français et américains qui, chaque été, paient des sommes importantes pour habiter les anciennes résidences universitaires et flâner dans les jardins impeccablement entretenus des collèges historiques.

Au milieu de cette agitation, j'aperçus pour la première fois Stephen Hawking remontant lentement la rue pavée qui menait à son bureau dans son fauteuil roulant motorisé. Je me trouvais près de la porte. Notre rendez-vous n'était prévu que plus tard dans l'après-midi et je venais de quitter sa secrétaire pour vérifier qu'il était maintenu. Hawking avait été malade les jours précédents et ne s'était pas rendu à son bureau. À cela s'ajoutait une série de distinctions récentes — la reine venait de le nommer Companion of Honour et il avait déjeuné au palais de Buckingham — qui rendait son emploi du temps particulièrement incertain.

Je jugeai naturel de m'approcher pour me présenter. Hawking était affaissé dans son fauteuil, la tête tournée vers la droite, les yeux ouverts fixant le sol. Il ne bougea pas lorsque je lui dis bonjour. Son état paraissait plus grave que je ne l'avais imaginé. Il semblait extraordinairement fragile ; il ne devait guère peser plus de quarante-cinq kilos. Je répétai mon nom et lui expliquai que j'étais venu pour le Playboy Interview. Cette fois, Hawking sourit, sans bouger le reste de son corps.

Il actionna alors une petite commande dans sa main droite et l'écran de son ordinateur s'alluma. Sélectionnant laborieusement des mots dans les listes qui apparaissaient, il composa une phrase : "Bonjour, je vous recevrai à 14 h 30." Quelques instants plus tard, une voix artificielle sortit des appareils, des câbles et des batteries fixés à l'arrière de son fauteuil, répétant les mots affichés à l'écran.

Il sourit de nouveau puis, avec effort, déplaça sa main gauche jusqu'à l'accoudoir du fauteuil. Il actionna un interrupteur et le fauteuil franchit brusquement l'arche menant à la cour intérieure de son bâtiment, suivi de son infirmière.

Pendant plusieurs jours, plusieurs heures par jour, je partageai le quotidien de Hawking : chez lui, dans son bureau et, un soir, à l'occasion d'un dîner auquel il m'avait invité avec sa mère dans la salle à manger des professeurs du Gonville and Caius College.

Il semblait totalement ignorer la maladie qui avait pourtant ravagé son corps. Il avançait obstinément, faisant tout pour ne pas s'y arrêter. Mais quiconque le voyait ou passait un peu de temps avec lui ne pouvait en faire autant...."


En France, Hawking a été reçu moins comme une star de télévision que comme une grande figure de la cosmologie théorique. Son nom a très vite circulé dans la presse généraliste, les émissions de vulgarisation, les librairies et les débats philosophiques sur le commencement, l’infini, Dieu, le temps ou le destin de l’univers. La réception française a volontiers privilégié la dimension métaphysique de son œuvre. Les formules de Hawking sur « l’esprit de Dieu », sur l’absence de bord de l’univers ou sur la question de ce qui précéderait le Big Bang ont souvent été lues comme des prises de position sur la création, l’athéisme ou la possibilité d’une explication totale du réel. Or Hawking ne proposait pas une théologie négative ni une philosophie systématique : il utilisait fréquemment un langage imagé pour désigner l’ambition d’une théorie physique unifiée. La réception française a parfois accentué la portée philosophique de ces formules au détriment des problèmes techniques précis auxquels elles renvoyaient.

Il faut aussi souligner une différence institutionnelle : la tradition française de vulgarisation scientifique est longtemps restée plus liée à l’école, à la recherche publique et aux revues de culture savante qu’à la culture de la célébrité scientifique. Hawking y fut certes très célèbre, mais moins intégré qu’aux États-Unis à la télévision populaire et au divertissement de masse. Il a surtout représenté la possibilité d’un dialogue entre la physique moderne, la philosophie des sciences et les grandes questions de l’infini.

 

"Y a-t-il un grand architecte dans l'Univers ?" ( Stephen William Hawking & Stephen W. Hawking & Leonard Mlodinow, Odile Jacob, 2011)

'The Grand Design" (2010) sera traduit en France sous le titre "Y a-t-il un grand architecte dans l'Univers ?". On ne cherche pas ici à seulement à répondre à la question de Dieu. Hawking et Leonard Mlodinow proposent une nouvelle manière de penser les grandes questions cosmologiques à partir de la physique contemporaine. Leurs réponses sont moins des démonstrations définitives que des thèses philosophiques fondées sur les modèles de la physique théorique...

"Nous ne vivons chacun que pendant un bref laps de temps au cours duquel nous ne visitons qu’une infime partie de l’Univers. Mais la curiosité, qui est le propre de l’homme, nous pousse à sans cesse nous interroger, en quête permanente de réponses. Prisonniers de ce vaste monde tour à tour accueillant ou cruel, les hommes se sont toujours tournés vers les deux pour poser quantité de questions : comment comprendre le monde dans lequel nous vivons ? Comment se comporte l’Univers ? Quelle est la nature de la réalité ? D’où venons-nous ? L’Univers a-t-il eu besoin d’un créateur ?

Même si ces questions ne nous taraudent pas en permanence, elles viennent hanter chacun d’entre nous à un moment ou un autre. Ces questions sont traditionnellement du ressort de la philosophie. Mais la philosophie est morte, faute d’avoir réussi à suivre les développements de la science moderne, en particulier de la physique. Ce sont les scientifiques qui ont repris le flambeau dans notre quête du savoir. Cet ouvrage a pour but de présenter les réponses que nous suggèrent leurs découvertes récentes et leurs avancées théoriques. L’image qu’elles nous dessinent de l’Univers et de notre place dans ce dernier a radicalement changé ces dix ou vingt dernières années, même si ses premières esquisses remontent à près d’un siècle..."

Stephen Hawking et Léonard Mlodinow, s'appuyant, nous explique-t-on, sur les découvertes et les théories les plus récentes, vont ébranlent nos croyances les plus anciennes. Pour eux, inutile d’imaginer un plan, un dessein, un créateur derrière la nature. La science explique bel et bien à elle seule les mystères de l’Univers. Des réponses ..."

Mais de fait quelles sont ces réponses ...

 

1. Pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien ?

Leur réponse : L'Univers peut apparaître spontanément grâce aux lois de la physique. Selon eux, si la gravitation existe, il est possible que des univers naissent spontanément à partir du vide quantique. Ils écrivent ainsi la phrase devenue célèbre : «Because there is a law such as gravity, the universe can and will create itself from nothing. » (Parce qu'il existe une loi comme la gravitation, l'Univers peut et va se créer lui-même à partir de rien). Il ne s'agit pas d'un « rien » philosophique absolu, mais d'un état quantique déjà régi par des lois physiques.

2. L'Univers a-t-il eu besoin d'un créateur ?

Leur réponse, Non. Si les lois fondamentales suffisent à expliquer l'apparition d'un univers, l'hypothèse d'un créateur devient inutile dans l'explication scientifique. Ils ne prétendent pas démontrer l'inexistence de Dieu. Ils soutiennent simplement que la cosmologie moderne n'a plus besoin d'invoquer une intervention divine pour expliquer l'origine de l'Univers.

3. Pourquoi notre Univers possède-t-il précisément ces lois ?

Leur réponse sera d'invoquer le multivers. La théorie M (M-Theory), qu'ils présentent comme la meilleure candidate disponible pour unifier les interactions fondamentales, permettrait l'existence d'un très grand nombre d'univers différents. Notre Univers n'aurait donc rien d'unique. Nous observons celui-ci parce qu'il est compatible avec l'apparition d'observateurs.

4. Pourquoi les constantes physiques semblent-elles si bien réglées ?

Leur réponse, utiliser le principe anthropique. Par exemple la masse de l'électron, la constante cosmologique, l'intensité de la gravitation, les interactions nucléaires. Si ces constantes étaient légèrement différentes, les étoiles ne se formeraient pas, le carbone n'existerait pas, et la chimie complexe serait impossible. Et d'en conclure que nous observons cet Univers précisément parce que seuls certains univers permettent l'existence d'observateurs.

5. Qu'est-ce que la réalité ?

Leur réponse est de développer une idée originale "le réalisme dépendant du modèle" (model-dependent realism). Selon eux, nous ne connaissons jamais directement « la réalité ». Nous construisons des modèles. Si plusieurs modèles décrivent correctement les observations, aucun n'est plus « réel » que les autres. Autrement dit, la science décrit le monde au moyen de représentations efficaces, non en dévoilant nécessairement une réalité ultime. Cette thèse est probablement la plus philosophique du livre.

6. La philosophie est-elle morte ?

Leur réponse, une phrase qui a suscité le plus de débats. Ils écrivent en effet, « Philosophy is dead. » Ils veulent dire que la philosophie n'a pas suivi les progrès récents de la physique fondamentale. Dès lors, les scientifiques seraient désormais les mieux placés pour répondre aux grandes questions cosmologiques. Cette affirmation a été très critiquée, notamment parce qu'elle constitue elle-même… une thèse philosophique.

7. Quelle est la place de l'homme ?

Leur réponse : l'humanité n'occupe aucune position privilégiée. Nous habitons simplement l'un des nombreux univers possibles où les conditions physiques permettent notre existence.

 

On remarquera que parmi ces propositions, toutes n'ont pas le même statut scientifique ... 

L'idée que les lois de la physique expliquent largement l'évolution de l'Univers est largement acceptée dans son principe. En revanche, la théorie M et le multivers demeurent des hypothèses spéculatives. Elles jouent un rôle important dans certains programmes de recherche, mais ne disposent pas de confirmation expérimentale. Le réalisme dépendant du modèle est une position philosophique sur la nature des théories scientifiques, pas un résultat expérimental. Enfin, l'affirmation selon laquelle la philosophie est morte a suscité de nombreuses critiques, y compris de la part de physiciens. Beaucoup ont souligné que les questions sur la réalité, l'explication ou le statut des lois de la nature restent aussi des questions philosophiques.

En définitive, "The Grand Design" ne fournit pas des « réponses définitives » aux grandes questions métaphysiques. Il propose plutôt une vision naturaliste du cosmos : les phénomènes fondamentaux peuvent être expliqués par les lois de la physique, sans qu'il soit nécessaire, du point de vue scientifique, d'introduire une cause extérieure à ces lois. C'est cette ambition, autant scientifique que philosophique, qui explique l'écho considérable du livre.

 

La réception française s’organise de fait surtout autour de trois opérations ...

1. La traduction du corpus

Les livres essentiels sont disponibles sous les titres : "Une brève histoire du temps", "Trous noirs et bébés univers et autres essais", "L’Univers dans une coquille de noix", "Une belle histoire du temps", "Y a-t-il un grand architecte dans l’Univers ?", "La Brève Histoire de ma vie", "Brèves réponses aux grandes questions". 

Il faut noter que certains titres français réinterprètent fortement les originaux. "The Grand Design", littéralement « Le Grand Dessein », devient en français Y a-t-il un grand architecte dans l’Univers ?, ce qui accentue la polémique religieuse et personnalise encore davantage la question de Dieu.

2. La contextualisation par les cosmologistes français

Des auteurs comme Jean-Pierre Luminet permettent de replacer Hawking dans une histoire plus large (Penrose, Carter, Bekenstein, Ellis, Hartle, la relativité générale, la thermodynamique des trous noirs). Cette contextualisation corrige l’impression médiatique selon laquelle Hawking aurait à lui seul « découvert les trous noirs » ou établi toute la cosmologie moderne. Luminet insiste notamment sur son rôle fondateur dans la physique théorique des trous noirs tout en rappelant qu’en cosmologie il appartient à un ensemble beaucoup plus vaste de chercheurs.

3. La lecture philosophique

En France, Hawking est souvent reçu à travers les débats sur Dieu, le commencement, le déterminisme, le temps, les limites de la philosophie, le statut des modèles physiques. Son impact y est donc moins celui d’un maître d’école scientifique que celui d’un provocateur métaphysique. Mais ces débats fonctionnent davantage comme des événements éditoriaux que comme des moments fondateurs. 

Lorsqu'un livre comme "The Grand Design" paraît en 2010, les médias organisent immédiatement des débats, "Dieu est-il mort ?", "La philosophie est-elle morte ?", "La science remplace-t-elle la religion ?"; "L'Univers peut-il surgir du néant ?". Pendant quelques semaines, philosophes, théologiens, physiciens et journalistes interviennent. Puis l'attention médiatique se déplace et le débat disparaît presque complètement.

Une véritable discussion philosophique supposerait de reprendre les concepts de Hawking, de les confronter aux traditions philosophiques, de produire de nouveaux concepts et de modifier durablement les cadres de pensée, en étant optimiste : or, cela arrive relativement peu.  

Hawking illustre un phénomène plus général de la culture contemporaine.

Au XIXᵉ siècle, un livre comme "On the Origin of Species" de Charles Darwin avait déclenché des controverses qui ont profondément restructuré pendant des décennies la biologie, la théologie, la philosophie, l'anthropologie et même la politique. De même, les travaux de Sigmund Freud ou d'Albert Einstein ont nourri des traditions de recherche et de réflexion qui se sont prolongées sur plusieurs générations. Avec Hawking, on observe un autre régime culturel. La vitesse de circulation médiatique est beaucoup plus grande, mais la durée d'élaboration intellectuelle est souvent plus courte. Les livres deviennent des événements mondiaux, les interviews sont reprises partout, les controverses occupent l'espace public pendant quelques mois, puis l'attention se déplace vers un nouveau sujet...


Dans les pays de langue allemande, Hawking a rencontré un public particulièrement sensible à la rencontre entre physique fondamentale et philosophie de la nature. Sa réception s’inscrivait dans un espace intellectuel où la relativité, la mécanique quantique, la cosmologie et la question du temps possèdent une forte légitimité philosophique, de Kant à Einstein, puis à la philosophie contemporaine des sciences. Hawking y fut donc moins facilement réduit à un simple « phénomène médiatique ». Son œuvre de vulgarisation a trouvé place dans un paysage éditorial où les livres de science exigeants pouvaient atteindre un lectorat cultivé, souvent familier des débats sur la causalité, le déterminisme, l’espace-temps et les limites de la connaissance. Cela ne signifie pas que son succès ait été dépourvu de dimension spectaculaire ; sa biographie et son image publique ont évidemment joué un rôle. Mais l’accent a souvent porté davantage sur la question : que peut encore signifier une explication scientifique de la totalité du monde ?

En Italie, Hawking a été reçu dans une culture où la physique théorique bénéficie d’un prestige considérable, notamment depuis Enrico Fermi et la tradition des grands physiciens italiens du XXe siècle. Son succès s’est inscrit dans un dialogue très vivant entre science, philosophie, histoire des idées et culture littéraire. L’intérêt italien pour Hawking a été renforcé par la présence de physiciens capables d’occuper l’espace public, notamment Carlo Rovelli. Mais les deux figures ne jouent pas exactement le même rôle. Hawking incarne le grand récit cosmologique du Big Bang, des singularités et des trous noirs ; Rovelli représente davantage une réflexion contemporaine sur le caractère relationnel du réel et sur la pluralité des temps. Dans cette réception italienne, Hawking demeure une figure fondatrice de la cosmologie médiatique moderne, mais il est désormais lu à côté de débats plus critiques sur le temps, la gravité quantique et les limites des modèles cosmologiques.

En Espagne comme dans une grande partie de l’Amérique latine, Hawking a joué un rôle important dans la diffusion d’une culture scientifique internationale. Ses livres, rapidement traduits et largement disponibles, ont permis à des lecteurs éloignés des grands centres anglo-américains de la recherche théorique d’accéder à un récit intelligible de la cosmologie contemporaine. La réception a souvent été double. D’un côté, Hawking représentait l’autorité scientifique mondiale : Cambridge, les trous noirs, le Big Bang, les grandes questions de l’origine. De l’autre, son œuvre a servi de médiation entre la science et des interrogations philosophiques ou religieuses très présentes dans l’espace public : création, hasard, nécessité, finitude humaine, pluralité des mondes possibles. Dans les universités et les médias culturels, son nom est ainsi devenu une référence presque obligée dès qu’il était question de l’univers, du temps ou de l’infini. Cette diffusion n’a pas toujours produit une lecture approfondie de ses travaux. Mais elle a contribué à élargir le public de la cosmologie et à faire de la physique théorique un langage disponible pour penser les questions de l’existence.

On notera en Asie que le phénomène Hawking est un phénomène de traduction plus qu’une tradition critique autonome ...

En Chine, au Japon, en Inde ou en Corée, le rôle essentiel est joué par les traductions de "A Brief History of Time", "The Universe in a Nutshell", "The Grand Design", "My Brief History", "Brief Answers to the Big Questions". La diffusion chinoise de Hawking sera particulièrement importante. Ses ouvrages s’inscrivent dans une culture éditoriale où les grands scientifiques occidentaux sont souvent présentés comme des figures de la modernisation, desmodèles d’éducation scientifique, des héros de la persévérance et des symboles d’une science universelle. La traduction chinoise de "My Brief History" a été distinguée parmi les livres importés remarqués en 2014.

Dans le monde anglophone indien, Hawking est lu directement en anglais. "A Brief History of Time" y fonctionne à la fois comme un ouvrage de vulgarisation : la réception met souvent davantage en avant la personne que la difficulté de ses travaux scientifiques.

Au Japon, Hawking est largement connu par les traductions et les émissions scientifiques, mais aucun ouvrage japonais consacré à lui n’a acquis une portée internationale comparable aux biographies britanniques.

Dans le monde arabe, Hawking n’est ni ignoré ni marginal. Il est largement traduit, médiatisé et commenté. Mais ses idées sont souvent réorganisées autour de débats déjà constitués — foi et athéisme, création et Big Bang, volonté et handicap, progrès et menace technologique. Sa célébrité nourrit donc davantage une série de controverses culturelles qu’un échange scientifique ou philosophique continu sur ses modèles cosmologiques.



Aujourd’hui, le prestige de Hawking reste considérable, mais il a changé de nature. 

Il n’est plus l’interprète unique de la cosmologie contemporaine. Les découvertes récentes — expansion accélérée, énergie sombre, ondes gravitationnelles, images de l’ombre d’un trou noir, nouvelles observations du rayonnement fossile — ont renouvelé le paysage. Les débats sur la gravité quantique, les multivers, l’inflation cosmique, les trous noirs et l’information quantique sont devenus plus techniques et plus fragmentés qu’au temps de "A Brief History of Time".

Une partie du livre de 1988 est donc historiquement datée. 

Certaines hypothèses qui y apparaissaient comme très prometteuses, notamment la proposition « sans bord » élaborée avec James Hartle, demeurent discutées et ne constituent pas une théorie confirmée de l’origine cosmique.

Mais son œuvre scientifique majeure demeure centrale : 

- les théorèmes de singularité élaborés avec Roger Penrose ; 

- la thermodynamique des trous noirs ; 

- le rayonnement de Hawking ; 

- le paradoxe de l’information ; 

- les travaux sur les fluctuations quantiques et l’univers primordial. 

Ces contributions continuent de structurer la recherche sur l’articulation entre relativité générale, mécanique quantique et cosmologie.


Le Hawking médiatique appartient largement à la culture des années 1980-2010 :

Les années 1980-2010, c'est l'âge du grand best-seller scientifique, de la télévision généraliste et du savant devenu figure populaire. Son fauteuil roulant, sa voix synthétique et sa lutte contre la maladie sont devenus des symboles universels de la puissance de l'esprit face aux limites du corps. "A Brief History of Time" (1988) s'est vendu à plusieurs dizaines de millions d'exemplaires, a été traduit dans une quarantaine de langues et a fait entrer des notions naguère réservées aux physiciens — Big Bang, singularité, trou noir, temps imaginaire ou théorie du tout — dans le vocabulaire du grand public. 

Cette célébrité exceptionnelle a fait de Hawking l'héritier contemporain d'Albert Einstein dans l'imaginaire collectif : le scientifique capable de représenter, à lui seul, la quête des lois ultimes de l'univers.

Mais derrière cette icône médiatique demeure un physicien théoricien dont plusieurs contributions continuent de structurer la recherche contemporaine...

 

Avec Roger Penrose, Stephen Hawking apporte entre 1965 et le début des années 1970 l'une des contributions mathématiques les plus importantes à la relativité générale : les théorèmes de singularité. 

Jusqu'alors, les solutions les plus célèbres des équations d'Einstein — celles décrivant le Big Bang ou les trous noirs — semblaient présenter des singularités, c'est-à-dire des régions où la courbure de l'espace-temps devient infinie et où les lois connues de la physique cessent d'être applicables. Beaucoup de physiciens pensaient cependant que ces singularités résultaient des hypothèses très particulières utilisées dans les modèles : un univers parfaitement homogène, parfaitement isotrope ou une étoile idéalement sphérique. Elles pouvaient donc n'être que des artefacts mathématiques.

Penrose renverse cette perspective en 1965. À l'aide de méthodes géométriques entièrement nouvelles, il démontre qu'une étoile suffisamment massive, lorsqu'elle s'effondre gravitationnellement au-delà d'un certain seuil, ne peut éviter la formation d'une singularité, quelles que soient les irrégularités de sa forme ou les perturbations de son évolution. La singularité n'est donc plus un cas exceptionnel ; elle apparaît comme une conséquence générale de la relativité générale.

Hawking applique ensuite cette même approche à l'Univers tout entier. En utilisant les propriétés globales de l'espace-temps et en supposant que la matière possède une densité d'énergie positive — hypothèse alors considérée comme physiquement raisonnable —, il montre que si l'Univers est aujourd'hui en expansion, alors cette expansion ne peut être prolongée indéfiniment vers le passé. Les trajectoires suivies par les particules et la lumière, appelées géodésiques, ne peuvent être étendues au-delà d'un certain point : elles sont géodésiquement incomplètes. C'est ce critère, et non l'apparition d'une « densité infinie », qui définit rigoureusement une singularité en relativité générale.

Cette précision est essentielle. Une singularité n'est pas un « point infiniment petit » caché quelque part dans l'espace. C'est une limite intrinsèque de la théorie elle-même : un endroit où l'espace et le temps, tels que les décrit la relativité générale, cessent d'être définis. Les équations d'Einstein ne deviennent pas simplement difficiles à résoudre ; elles perdent leur domaine de validité.

Les théorèmes de Penrose et Hawking ont ainsi profondément modifié le statut scientifique du Big Bang. 

Avant eux, le modèle cosmologique proposé par Georges Lemaître puis développé par George Gamow pouvait encore être considéré comme une solution particulière parmi d'autres des équations d'Einstein. Après leurs démonstrations, le Big Bang apparaît comme une conséquence générique de la relativité générale : dès lors que certaines conditions physiques raisonnables sont satisfaites — notamment l'attraction gravitationnelle de la matière ordinaire et l'expansion observée de l'Univers —, un commencement de l'évolution cosmique semble inévitable.

Il est toutefois important de comprendre ce que ces théorèmes ne démontrent pas. 

Ils ne prouvent ni que le Big Bang constitue l'origine absolue de tout ce qui existe, ni que l'Univers est né « à partir de rien ».

Ils établissent seulement que la relativité générale classique ne peut décrire un passé arbitrairement ancien. Autrement dit, si l'on remonte suffisamment loin dans le temps, la théorie atteint une frontière où elle cesse d'être applicable. Cette frontière peut correspondre à une véritable singularité physique, mais elle peut aussi signaler que la relativité générale doit être remplacée par une théorie plus fondamentale intégrant les effets quantiques.

C'est précisément cette conclusion qui orientera toute la suite des recherches de Hawking. Après avoir démontré que la relativité générale conduit elle-même à ses propres limites, il consacrera une grande partie de sa carrière à comprendre ce qui se passe au-delà de ces limites : l'évaporation des trous noirs, la cosmologie quantique, la proposition de Hartle-Hawking d'un univers « sans frontière » (no-boundary proposal) et, plus généralement, la recherche d'une théorie capable d'unifier la gravitation et la mécanique quantique.

Cette interprétation est aujourd'hui celle retenue par la plupart des historiens et des physiciens des sciences : les théorèmes de singularité n'ont pas démontré que le Big Bang était "vrai" ; ils ont démontré que la relativité générale classique est incomplète. C'est cette idée — souvent perdue dans les vulgarisations — qui fait de Penrose et Hawking des figures fondatrices de la cosmologie moderne : ils ont montré que les équations d'Einstein contiennent, en quelque sorte, la preuve de leurs propres limites, rendant indispensable la recherche d'une théorie quantique de la gravitation.

 

La découverte la plus célèbre de Hawking demeure le rayonnement des trous noirs, publiée en 1974.

En étudiant le comportement des champs quantiques dans un espace-temps courbe, au voisinage de l'horizon des événements, Hawking montre qu'un trou noir n'est pas un objet parfaitement noir. Les fluctuations quantiques du vide lui confèrent une température ; il émet un rayonnement thermique extrêmement faible et perd progressivement de la masse. Si aucun apport extérieur ne vient compenser cette perte, le trou noir finit, en principe, par s'évaporer complètement.

Cette découverte constitue une rupture majeure, car elle relie trois théories qui avaient jusque-là évolué presque indépendamment : 

- la relativité générale, qui décrit la gravitation et la géométrie de l'espace-temps ; 

- la mécanique quantique, qui gouverne les particules et les champs microscopiques ; 

- et la thermodynamique, qui introduit les notions de température, d'entropie et de flèche du temps. 

Les formules de Bekenstein et Hawking, qui associent une entropie à la surface de l'horizon et une température à sa gravité de surface, suggèrent que les trous noirs possèdent une véritable physique statistique. Elles sont devenues l'un des principaux points d'appui de toute recherche visant à construire une théorie quantique de la gravitation.

C'est précisément cette avancée qui fait surgir ce que l'on appelle aujourd'hui le "paradoxe de l'information", sans doute l'un des problèmes les plus profonds de la physique théorique contemporaine. Le problème en effet n'est pas que les objets disparaissent, mais que l'état quantique initial de l'Univers semble évoluer vers un état final qui ne permet plus, même en principe, de retrouver l'information qu'il contenait.

Le mot information ne désigne pas ici un message, une donnée informatique ou un souvenir humain. En mécanique quantique, il désigne l'ensemble des propriétés qui définissent complètement un état physique. L'évolution d'un système quantique est dite unitaire : en principe, connaître parfaitement son état final permet de reconstruire son état initial. L'information peut être extraordinairement dispersée ou pratiquement inaccessible, mais elle ne peut pas être détruite.

Or le calcul de Hawking semble conduire à une conclusion opposée. 

Si un trou noir se forme, engloutit de la matière pendant des milliards d'années puis s'évapore entièrement en n'émettant qu'un rayonnement thermique, celui-ci paraît ne dépendre que de quelques paramètres macroscopiques — la masse, la charge électrique et le moment cinétique du trou noir. Les détails microscopiques de tout ce qui est tombé à l'intérieur semblent avoir disparu. L'état quantique final ne conserverait donc plus la mémoire complète de l'état initial. Une telle évolution violerait le principe fondamental d'unitarité sur lequel repose toute la mécanique quantique.

Le paradoxe ne signifie donc pas que « les objets disparaissent » — ce qui est attendu lorsqu'ils franchissent l'horizon — mais que les corrélations quantiques qui caractérisent leur état semblent définitivement perdues. Autrement dit, un état quantique parfaitement déterminé évoluerait vers un état thermique qui ne permettrait plus, même en principe, de reconstruire le passé du système.

Cette contradiction a profondément transformé la physique théorique. 

Pendant plusieurs décennies, Hawking soutient que l'information est réellement détruite. D'autres physiciens, notamment Gerard 't Hooft puis Leonard Susskind, défendent au contraire l'idée que la mécanique quantique ne peut être violée et que l'information doit subsister sous une forme encore mal comprise. Ce débat conduira au développement du "principe holographique", selon lequel toute l'information contenue dans un volume d'espace pourrait être codée sur sa frontière, une idée qui trouve une formulation mathématique remarquable dans la correspondance AdS/CFT proposée par Juan Maldacena en 1997.

Depuis une dizaine d'années, plusieurs avancées importantes — les courbes de Page, les surfaces quantiques extrémales (quantum extremal surfaces) et les îles (islands) — indiquent qu'une évaporation compatible avec la conservation de l'information est probablement possible. Sans constituer une solution universellement admise, ces travaux renforcent l'idée que le rayonnement de Hawking n'est pas parfaitement thermique lorsqu'on tient compte de la gravitation quantique. Des corrélations extrêmement subtiles permettraient, à très long terme, de préserver l'information sans contredire les calculs classiques de Hawking.

Le paradoxe de l'information est ainsi devenu bien davantage qu'un problème concernant les trous noirs. Il constitue aujourd'hui un test décisif pour toute théorie de la gravité quantique. Toute théorie candidate — théorie des cordes, gravité quantique à boucles ou autres approches — doit désormais expliquer simultanément pourquoi les trous noirs possèdent une entropie, comment ils rayonnent et de quelle manière l'information quantique est finalement préservée. En ce sens, le paradoxe découvert par Hawking n'est pas seulement une difficulté technique : il est devenu l'un des principaux fils conducteurs de la physique fondamentale contemporaine.


Les propositions cosmologiques de Hawking ont, en revanche, connu un destin plus contrasté.

Avec James Hartle, il élabore au début des années 1980 la célèbre hypothèse du "no-boundary proposal". L'idée est d'éliminer la singularité initiale en décrivant un univers fini mais sans frontière, analogue à la surface de la Terre qui possède une aire finie sans présenter de bord. Dans ce modèle, la question « qu'y avait-il avant le Big Bang ? » perd son sens physique, car le temps lui-même émergerait progressivement d'une région où la distinction entre espace et temps disparaît. Cette hypothèse demeure l'une des tentatives les plus élégantes pour penser un univers sans commencement classique, même si elle reste difficile à tester expérimentalement et fait aujourd'hui l'objet de nombreuses discussions (voir infra).

 

Les décennies suivantes ont également montré les limites de certaines intuitions de Hawking.

Son scepticisme initial envers l'inflation cosmique, puis son évolution sur la perte d'information, illustrent le caractère profondément provisoire de toute théorie scientifique. En 2004, Hawking reconnaît publiquement que l'information pourrait finalement être préservée lors de l'évaporation des trous noirs, revenant ainsi sur la position qu'il avait défendue pendant près de trente ans. Ce revirement est devenu un exemple remarquable de la manière dont progresse la science : non par fidélité à une autorité, mais par confrontation permanente entre arguments théoriques et cohérence mathématique.


Les décennies suivantes ont également montré les limites de certaines intuitions de Hawking.

Son scepticisme initial envers l'inflation cosmique, puis son évolution sur la perte d'information, illustrent le caractère profondément provisoire de toute théorie scientifique. En 2004, Hawking reconnaît publiquement que l'information pourrait finalement être préservée lors de l'évaporation des trous noirs, revenant ainsi sur la position qu'il avait défendue pendant près de trente ans. Ce revirement est devenu un exemple remarquable de la manière dont progresse la science : non par fidélité à une autorité, mais par confrontation permanente entre arguments théoriques et cohérence mathématique.

 

L'image d'un Hawking ayant « expliqué l'univers » apparaît donc aujourd'hui largement exagérée.

 Les observations cosmologiques récentes ont révélé une réalité plus complexe que celle envisagée dans les années 1980 : matière noire, énergie sombre, accélération de l'expansion, tensions sur la constante de Hubble, structures à grande échelle et précision croissante des observations du fond diffus cosmologique rappellent combien notre connaissance demeure incomplète. De même, l'absence d'une théorie unifiée confirmée expérimentalement montre que le rêve d'une « théorie du tout » reste, pour l'heure, un horizon plutôt qu'un accomplissement.

Son influence est peut-être plus profonde ailleurs ...

Hawking a contribué à transformer la manière dont physiciens et philosophes abordent les grandes questions cosmologiques. 

- Il a déplacé le problème de l'origine : il ne s'agit plus seulement de demander quand l'univers a commencé, mais ce que signifie un commencement lorsque le temps lui-même fait partie de ce qui doit être expliqué. 

- Il a également déplacé le problème des limites : un univers peut être fini sans posséder de bord, ou même être spatialement infini sans exiger un contenant extérieur. Enfin, il a montré que les concepts d'espace, de temps, de causalité et même de réalité classique pourraient être émergents plutôt que fondamentaux.

Son héritage le plus durable n'est donc pas d'avoir fourni une explication définitive du cosmos (aucune théorie actuelle ne peut prétendre à un tel statut ), mais dans la redéfinition des problèmes fondamentaux de la cosmologie théorique ...

Avant les années 1970, les questions relatives à l'origine de l'Univers, aux singularités gravitationnelles ou aux trous noirs relevaient largement de la relativité générale classique. Les travaux de Hawking ont montré qu'elles ne pouvaient être traitées sans intégrer les effets quantiques. À partir de ce moment, la cosmologie cesse d'être uniquement une théorie de l'évolution de l'Univers à grande échelle : elle devient également une théorie des conditions quantiques de son existence.

Les interrogations les plus anciennes — pourquoi existe-t-il un commencement ?, le temps possède-t-il une origine ?, un univers peut-il être fini sans frontière ?, l'information peut-elle disparaître ?, les lois de la thermodynamique s'appliquent-elles à la gravitation ? — changent ainsi de nature. Elles ne relèvent plus seulement de la spéculation philosophique ; elles deviennent des problèmes mathématiquement formulés, susceptibles d'être discutés à partir d'équations précises, de principes physiques et, parfois, de conséquences observationnelles.

C'est dans ce déplacement que réside probablement l'apport majeur de Hawking. 

La relativité générale d'Einstein décrit l'espace-temps comme une géométrie dynamique, 

- la mécanique quantique gouverne les phénomènes microscopiques;

- la thermodynamique introduit la notion d'entropie et la flèche du temps. 

En démontrant que les trous noirs possèdent une température et une entropie, Hawking révèle que ces trois théories, longtemps développées séparément, doivent nécessairement converger. Toute théorie cohérente de la gravité quantique devra expliquer simultanément la géométrie de l'espace-temps, les propriétés quantiques du vide et l'origine statistique de l'entropie gravitationnelle.

Cette intuition structure encore aujourd'hui une grande partie de la physique fondamentale. 

Le paradoxe de l'information a conduit au développement du principe holographique, de la correspondance AdS/CFT, des calculs récents de la courbe de Page et des travaux sur les "quantum extremal surfaces" et les "islands", qui cherchent à concilier évaporation des trous noirs et conservation de l'information. 

De même, la proposition Hartle-Hawking continue d'alimenter les recherches sur les états quantiques de l'Univers primordial et sur l'émergence même du temps à partir d'une description quantique plus fondamentale.

 

La proposition Hartle-Hawking continue d'alimenter les recherches sur les états quantiques de l'Univers primordial et sur l'émergence même du temps à partir d'une description quantique plus fondamentale.

Hartle et Hawking proposent que l'Univers ne possède ni frontière spatiale ni frontière temporelle au sens classique. La fonction d'onde de l'Univers est définie par une somme sur toutes les géométries euclidiennes compactes (« somme sur les histoires » de type path integral). Dans cette description, lorsque l'on remonte vers les tout premiers instants, le temps ordinaire se transforme en un temps imaginaire, ce qui élimine la singularité du Big Bang.

Autrement dit, si la mécanique quantique s'applique à l'Univers tout entier, comment naissent l'espace, le temps et les lois physiques que nous observons ?

La proposition Hartle-Hawking, également appelée « no-boundary proposal » (proposition sans frontière), date de 1983. Elle est présentée dans l'article fondateur, James Hartle & Stephen Hawking, "Wave Function of the Universe", Physical Review D, 28 (12), 1983, p. 2960-2975.

1. Les états quantiques de l'Univers primordial

En mécanique quantique, un électron ou un atome ne possède pas un état unique ; il est décrit par une fonction d'onde, qui représente toutes les configurations possibles.

Hartle et Hawking posent une question radicale : Pourquoi ne pas appliquer ce principe à l'Univers entier ? L'Univers primordial serait alors décrit non par une géométrie unique, mais par une fonction d'onde de l'Univers, c'est-à-dire une superposition de nombreuses géométries possibles de l'espace-temps.

Le problème devient alors : quelle est cette fonction d'onde ? quelles géométries contribue-t-elle à privilégier ? pourquoi observons-nous précisément un Univers comme le nôtre ?

La proposition Hartle-Hawking fournit une réponse possible à cette dernière question.

2. La proposition « sans frontière »

Avant Hartle et Hawking, on imaginait volontiers le Big Bang comme un instant initial, t = 0, où toutes les quantités deviennent infinies. Hartle et Hawking suggèrent autre chose. À des échelles extrêmement petites (de l'ordre de la longueur de Planck), le temps pourrait perdre son caractère ordinaire. Ils utilisent ce qu'ils appellent un temps imaginaire, t→iτ.

Grâce à cette transformation mathématique, la singularité disparaît.

L'Univers ressemble alors non à un cône pointu mais à une sphère : finie, sans bord, sans commencement privilégié. Comme la surface terrestre, elle est finie, mais aucun point n'est le début de la Terre. Le Big Bang cesse ainsi d'être un "mur" infranchissable.

3. L'émergence du temps

Dans notre expérience quotidienne, le temps existe déjà. Mais plusieurs théories de gravitation quantique suggèrent qu'à l'échelle fondamentale : il pourrait ne pas exister de temps au sens habituel. Autrement dit, le temps pourrait être une propriété émergente.

De même que la température émerge du mouvement des molécules, les vagues émergent du mouvement des molécules d'eau, le temps pourrait émerger d'une réalité plus profonde qui, elle, n'est pas temporelle.

4. Cette idée intéresse encore les chercheurs et plusieurs programmes modernes explorent précisément cette possibilité.

Ainsi, la gravitation quantique à boucles (Loop Quantum Gravity), développée notamment par Carlo Rovelli, où les équations fondamentales ne contiennent pas de temps universel ; certaines approches de la théorie des cordes, dans lesquelles l'espace et parfois le temps apparaissent comme des phénomènes dérivés ;

les travaux sur la fonction d'onde de l'Univers inspirés de Hartle-Hawking ; les recherches sur l'émergence de l'espace-temps à partir de l'intrication quantique (travaux de Juan Maldacena, Mark Van Raamsdonk et d'autres). Aucune de ces approches n'est aujourd'hui confirmée expérimentalement.

5. L'apport de Hartle et Hawking dépasse peut-être la cosmologie elle-même.

Depuis Aristote jusqu'à Newton, puis Einstein, on supposait toujours que le temps existait déjà lorsqu'on commençait à décrire l'Univers. Hartle et Hawking renversent cette hypothèse. Ils demandent : et si le temps lui-même était une conséquence de l'état quantique de l'Univers ?

Autrement dit, il n'y aurait pas un Univers qui apparaît dans le temps ; ce serait le temps qui apparaîtrait avec l'Univers. 

 

La proposition Hartle-Hawking compare l'origine de l'Univers au pôle Sud de la Terre : le pôle est un point particulier, mais il n'est pas un bord. De même, le Big Bang pourrait ne pas constituer une frontière du temps, mais une région où la géométrie de l'espace-temps devient régulière....

Ainsi, la proposition Hartle-Hawking n'est pas devenue le modèle standard de la cosmologie quantique. En revanche, elle a profondément renouvelé les recherches sur l'Univers primordial en introduisant l'idée que l'espace et le temps pourraient ne pas être des réalités fondamentales, mais des propriétés émergentes d'un état quantique plus profond. Depuis les années 1980, cette intuition continue d'inspirer de nombreux travaux en gravitation quantique, qu'il s'agisse de la fonction d'onde de l'Univers, de la théorie des cordes ou de la gravitation quantique à boucles.


En ce sens, Hawking n'a pas apporté les réponses définitives qu'espéraient parfois les médias (mais en fait, qu'espéraient-ils?) , mais il a contribué à reformuler les bonnes questions.

Son œuvre a déplacé le centre de gravité de la cosmologie : il ne s'agit plus seulement de décrire l'histoire de l'Univers depuis le Big Bang, mais d'expliquer pourquoi les notions mêmes d'espace, de temps, d'information et de causalité prennent la forme que nous observons. Ce déplacement est probablement son héritage scientifique le plus profond.

En allant plus loin, on peut se risquer à formuler la proposition suivante : Hawking a contribué à faire passer la cosmologie d'une science de l'évolution de l'Univers à une science des conditions de possibilité de l'Univers. 

La question centrale n'est plus seulement « comment l'Univers évolue-t-il ? », mais « pourquoi les lois physiques permettent-elles l'existence d'un espace-temps, d'une causalité, d'une information et d'une histoire cosmique ? ». C'est ce changement de perspective, davantage encore que chacune de ses hypothèses particulières, qui explique la place durable qu'il occupe dans l'histoire de la physique théorique.