La cosmologie a son héraut

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Sur le bureau d'Aurélien Barrau trône un petit gyrophare rouge, gadget à piles. « J'avais décidé avec mon thésard qu'on l'allumerait à chaque fois qu'on aurait une bonne idée », plaisante le chercheur, jeans et santiags, longs cheveux bruns noués par un élastique, tout juste trente-trois ans. « On ne l'a jamais allumé… », sourit-il, en flagrant délit de modestie excessive. Car les travaux de dimension internationale réalisés avec son étudiant et aujourd'hui collègue Julien Grain lui ont justement permis de rafler le prix Bogoliubov ¹, une récompense en physique théorique qui lui sera remise à l'Institut de recherche nucléaire de Dubna, en Russie. « Il s'agit d'une étude sur le comportement général des champs quantiques au voisinage d'un trou noir », explique le jeune chercheur du Laboratoire de physique subatomique et de cosmologie de Grenoble ². Pour décrire les champs quantiques en deux mots, disons qu'ils annoncent la production ou la destruction de matière. Quant aux trous noirs, ce sont de mystérieuses zones de l'espace-temps, de gravité infinie en leur centre, et « où l'on entre sans possibilité d'en ressortir, sauf grâce à des phénomènes quantiques justement… ». Plus particulièrement, ce surdoué de la physique, nommé maître de conférences à vingt-cinq ans, dès la fin de sa thèse, se passionne pour certains trous noirs hors normes, et encore théoriques : les mini-trous noirs. « Plus ils sont petits, plus la gravité à leur surface est élevée, explique-t-il. Pour les décrire, il faut faire converger toutes les branches de la physique : la relativité générale, la mécanique quantique, la thermodynamique, etc., alors qu'elles sont la plupart du temps… incompatibles ! » Vif, passionné, presque lyrique, il évoque le contexte général de sa discipline, l'incapacité actuelle à décrire toutes les forces et toutes les particules avec une seule loi, la fameuse théorie unifiée, Graal de la physique et rêve de tout physicien. « Les mini-trous noirs sont un des rares cas où cette unification est possible, c'est pourquoi ils sont si intéressants et pourquoi nous les avons choisis pour notre étude. »

Il enchaîne sur les informations précieuses qu'apporteraient ces fameux mini-trous noirs sur l'Univers primordial. « Il s'agit des tout premiers instants du cosmos, environ 10-25 seconde après sa naissance, au moment où les lois se structurent », commente-t-il, rêveur…

Habitué des festivals d'astronomie où, grâce à ses conférences, il opère un « juste retour de la pensée scientifique vers la société civile », rompu à la vulgarisation dans différentes revues grand public, et ravi du « privilège exceptionnel d'enseigner à des étudiants », il s'interrompt et anticipe lui-même les objections. « Bien sûr, on n'a encore jamais prouvé l'existence de ces mini-trous noirs… admet-il. Mais, physiquement, ces entités pourraient exister. Elles entrent donc de droit – si ce n'est de fait – dans le champ des sciences de la nature, d'autant que leur compréhension est singulièrement féconde. »Volubile et empressé, il tient à aborder ses recherches expérimentales, sa « deuxième casquette », qu'il assume sans complexe, et dont il avoue avoir « un profond besoin ». Et d'énumérer les nombreux projets en cours ou à venir, depuis la mesure de rayonnement cosmique grâce à des ballons-sondes au pôle Sud jusqu'au détecteur d'antimatière ³ qu'il a contribué à mettre au point. Mais depuis son vol d'essai sur la navette américaine Discovery en 1998, l'instrument attend toujours d'être expédié sur la station spatiale internationale. « À présent, c'est une question de politique spatiale… », se contente de commenter le chercheur protéiforme. Fou de Bach et de poésie, passionné de philosophie, il cite Alain, Heidegger, Popper et Kant, joue avec les mots, repense le monde et l'Univers au détour de chaque phrase. « Nous sommes à l'aube d'une véritable révolution astronomique, conclut-il. Car pour sonder le ciel, nous ne sommes plus cantonnés à la lumière : il y a les rayons gamma, les particules de hautes énergies, les ondes gravitationnelles, les neutrinos, etc. Ce foisonnement d'informations augure d'un nouvel âge d'or de la cosmologie. Je ne raterais cela pour rien au monde ! »

Charline Zeitoun