Que faisait Dieu avant ?

avant ~10⁻⁴³ s (ère de Planck)

Hippone, vers l'an 400. Les navires dorment le long du quai, les cordages pendent, la mer bouge à peine sous les murs. La ville est éteinte. Près du port, une seule fenêtre tient encore sa lueur : un homme y écrit à la lampe à huile, et ce qu'il écrit, il le dit à la première personne, pour lui-même, à voix presque basse. Il est l'évêque de cette ville. Il s'appelle Augustin, et il en est au onzième livre de ses Confessions.

Dans la journée on la lui a rapportée encore, la question qu'on oppose aux siens pour rire : que faisait Dieu avant de créer le monde ? Elle montre un Dieu assis, les mains vides, pendant une durée sans mesure, et qui un jour se lève. Ceux qui la posent n'attendent rien ; ils regardent l'évêque chercher ses mots.

Il écrit d'abord la réponse d'un autre, qui s'en tirait par une plaisanterie : il préparait l'enfer pour ceux qui scrutent de trop près. Augustin la pose sur la page et la laisse là. Celui qui menace n'a pas répondu ; la question est restée entière devant lui. Et la menace, sans le vouloir, accorde ce qu'elle prétendait fermer : un avant, où Dieu avait de quoi s'occuper.

Il retourne la question comme on retourne une pierre, et il regarde ce qu'elle cachait dessous : une horloge. Une horloge qui tournerait hors du monde, avant qu'il y ait quoi que ce soit, et sur le cadran de laquelle Dieu aurait attendu. Il ôte l'horloge. Le temps, écrit-il, est créé avec le ciel et la terre ; il fait partie de l'ouvrage. Aucune place ne précède le monde, et « il n'y avait pas d'"alors" quand il n'y avait pas de temps ».

Quelques pages plus loin, dans le même livre, la main s'arrête et avoue : « Qu'est-ce donc que le temps ? Si personne ne me le demande, je le sais. » La lampe baisse. Il a ôté l'avant ; il ne sait pas de quoi le temps est fait, et il l'écrit. Dehors, les navires n'ont pas bougé.

Paris, vers 1270. L'hiver est entré dans les salles de l'université ; les pupitres sont couverts de copies d'Aristote, revenues par les traductions, et dans ces livres le monde n'a jamais commencé : il tourne depuis toujours, sans première page. La querelle gronde d'un collège à l'autre. Un dominicain massif, à sa table, trempe la plume pour un traité court, Sur l'éternité du monde. Il s'appelle Thomas, d'Aquin.

Le mot qu'il va écrire, « commencement », porte trois questions qui ne se ressemblent pas, comme trois voyageurs sous un même manteau. La première : le passé est-il fini, arrive-t-on à un bord quand on remonte ? La deuxième : s'il y a un bord, qu'y a-t-il au-delà ? La troisième : pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien ? Et celle-ci ne lâcherait pas davantage un monde qui n'aurait jamais commencé ; on pourrait toujours demander à ce monde sans âge pourquoi il est là, lui, plutôt que rien du tout.

Il écrit sa conclusion, et elle déroute ceux qui attendaient d'un théologien qu'il prouve le commencement : aucun argument démonstratif n'est possible, ni dans un sens ni dans l'autre. Dieu aurait pu créer un monde qui a toujours existé. Que le monde ait commencé, Thomas le tient pour vrai ; il le tient par la foi, et il écrit que cela ne se prouve pas.

Ce qu'il sépare, à la chandelle, dans la salle froide, c'est deux mots que tout le monde confond autour de lui. Être créé, c'est dépendre d'une cause. Avoir commencé, c'est avoir eu un premier instant. Un monde pourrait dépendre d'une cause et n'avoir jamais commencé ; un monde pourrait avoir commencé et ne dépendre de rien. Création n'est le nom d'aucune des trois questions. La chandelle brûle ; dehors, la neige tient sur les toits.

Königsberg, 1781. La ville est plate et grise, et dans un cabinet où l'horloge murale ne retarde jamais, un homme réglé comme elle écrit la Critique de la raison pure. Il arrive à la première de ses antinomies : deux démonstrations qu'il fait marcher l'une contre l'autre comme deux horloges mises à la même heure. La thèse d'abord : le temps a un commencement. S'il n'en avait pas, une infinité de moments se serait déjà écoulée jusqu'à ce soir ; or une infinité ne se parcourt pas jusqu'au bout, une étape après l'autre ; le présent ne serait jamais venu, et cette page ne serait pas en train de s'écrire.

Puis l'antithèse, et la main n'appuie ni plus ni moins : le temps n'a pas de commencement. S'il en avait un, il faudrait un temps vide d'où le monde serait sorti ; et dans un temps vide rien ne distingue un moment d'un autre, rien n'y change, rien n'y fait signe ; rien n'en sort. Les deux horloges battent à la même seconde.

Deux preuves aussi bonnes l'une que l'autre, et qui se contredisent. Kant n'en garde aucune. Il écrit que la question des limites du temps est dénuée de sens, et il dit d'où vient le mal : on a pris des concepts qui ne valent que pour l'expérience, et on les a appliqués au monde pris comme un tout. Or le monde comme totalité n'a jamais été posé devant personne. Une pierre, on la tient dans la main, on la compare à d'autres, on lui donne un âge ; le monde entier, nul ne l'a tenu, nul ne l'a comparé à rien.

Dans le temps vide de l'antithèse, on reconnaît l'horloge qu'Augustin avait ôtée à Hippone : la même, tournant hors du monde, attendant que le monde sorte d'elle. Si le temps naît avec le monde, l'antithèse perd son appui. Mais le diagnostic de Kant n'épargne pas l'évêque. Augustin aussi parlait du monde entier, et disait de lui que son temps commence avec lui, chose que l'expérience n'atteint pas plus que son contraire. Quatorze siècles les séparent, et ils sont penchés sur le même objet, que ni l'un ni l'autre n'a jamais eu devant les yeux.

Louvain, 1931. Un prêtre en col romain, devant un tableau noir, essuie la craie de ses doigts et rédige une note de quelques lignes pour la revue Nature. Il s'appelle Georges Lemaître, et il est physicien. Il y écrit que l'Univers est parti d'un seul quantum, un atome primitif, et il en tire une conséquence sur le temps lui-même : si le monde a commencé ainsi, les notions d'espace et de temps n'ont au commencement aucun sens ; elles n'en prennent un qu'une fois ce quantum divisé. D'où la phrase, qu'il laisse telle quelle : « le commencement du monde a eu lieu un peu avant le commencement de l'espace et du temps ».

Il a dû écrire « avant » pour dire qu'il n'y a pas d'avant. La langue n'a que des mots de temps, et il lui fallait dire une antériorité qui n'est pas de temps, celle d'une condition sur ce qu'elle conditionne ; il a pris le mot qui s'offrait, en sachant qu'il ne convient pas. Augustin, à Hippone, refusait l'« alors » ; Lemaître, à Louvain, accepte l'« avant » et le laisse boiter dans la phrase. C'est le même seuil, abordé par ses deux faces, et la langue y bute des deux côtés.

L'idée est reçue comme on reçoit une théologie. Arthur Eddington, qui règne sur l'astrophysique de son temps, écrit que la notion d'un commencement du monde lui est « répugnante ». Einstein juge l'atome primitif « inspiré par le dogme chrétien de la création », et sans justification du point de vue de la physique. Les grands froncent le nez devant le col romain. Lemaître, lui, tient le commencement physique du monde pour tout autre chose que la création ; il le dira jusque devant le pape. Le soupçon visait à côté.

Entre Kant et Lemaître, le temps a changé deux fois de nature, et la seconde fois il est entré dans le monde. Einstein a d'abord ôté l'horloge universelle : deux voyageurs en mouvement l'un par rapport à l'autre ne découpent pas le monde dans le même « maintenant » ; ce qui est simultané pour l'un ne l'est pas pour l'autre, et aucune horloge au-dessus d'eux ne départage. Puis, en 1915, il a fait du temps une dimension du monde, nouée à l'espace, qui se courbe et se dilate avec la matière qu'elle contient. Le temps n'est plus le cadre où les choses se passent ; il fait partie du monde. Sur le point qui l'opposait aux moqueurs, Augustin reçoit ici, quinze siècles plus tard, une forme de confirmation : pas de temps hors du monde.

Pourtant on donne un âge à l'Univers. La solution qui le permet a été trouvée deux fois, chacun de son côté : par Alexandre Friedmann en 1922 et 1924, par Lemaître en 1927 ; Robertson et Walker l'ont précisée dans les années 1930. C'est un univers où la matière a partout la même densité et le même aspect dans toutes les directions : ni plus dense ici que là, ni plus peuplé vers le haut que vers le bas.

Dans cet univers, l'espace-temps se découpe en tranches ; chaque tranche est un espace entier, où la matière est également répandue, et le temps cosmique est le numéro de la tranche. Il a des témoins. Ce sont les observateurs comobiles : au repos dans la matière, sans mouvement propre, emportés par l'expansion comme un grain par la pâte qui lève. Chacun porte une horloge ; chacune marque ce temps ; et elles marquent la même heure sur toute la tranche sans s'être jamais parlé.

Ce temps n'est pas dans les équations. Il est dans la solution, dans la manière dont la matière est répartie. Qu'on la répartisse autrement, en amas et en vides immenses, sans tranche où la densité soit partout la même, et il n'y a plus de numéros à donner : un univers très inhomogène n'aurait pas de temps cosmique. C'est un temps porté par le monde, qui existe parce que la matière est homogène, et dans cette mesure seulement.

Ce que ce temps numérote, quand on remonte, c'est une phase chaude et dense, présente partout à la fois sur la tranche. C'est cela, le Big Bang, au sens le plus sûr : pas une explosion dans un espace qui l'aurait attendue, pas un point d'où la matière serait partie vers des bords. Il n'a pas de centre. Chaque tranche se dilate tout entière, en chacun de ses points.

Même l'âge que l'on imprime a cette retenue. Dans les tables de la mission Planck, treize milliards huit cents millions d'années sont définis comme le temps écoulé « depuis le début du Big Bang chaud », non depuis un instant zéro. Le nombre est posé sur la règle à partir d'un trait, et ce trait n'est pas le bout de la règle.

On remonte le long de la règle, et à chaque trait la même question se pose : qu'est-ce qui, à cette époque, aurait pu battre la mesure ? En 2009, deux philosophes de la physique, Svend Rugh et Henrik Zinkernagel, font ce chemin trait par trait. Une horloge, c'est un système qui change de façon régulière ; encore faut-il qu'il existe. Vers 10⁻⁵ seconde de la coordonnée, avant que les quarks se lient en protons et en neutrons, il n'y a plus de systèmes liés : plus rien ne tient ensemble assez longtemps pour compter.

Vers 10⁻¹¹ seconde, avant la transition électrofaible, la masse même s'efface presque. Des particules sans masse filent à la vitesse de la lumière, et pour elles le temps propre ne s'écoule pas : leur horloge, si elles en portaient une, resterait sur la même seconde. Les longueurs, les énergies, la température perdent leur base, et le temps avec elles, qui s'appuyait sur elles. C'est une thèse de philosophie de la physique, et elle est discutée ; elle ne change aucun calcul. Elle dit seulement ce que les calculs désignent, quand ils écrivent une date là où rien ne pouvait la lire.

Plus haut, c'est la théorie qui lâche. Dans les années 1960, Stephen Hawking et Roger Penrose démontrent des théorèmes de singularité : dans une large classe de modèles, la relativité générale rend un passé fini, et des densités infinies à son bord. Les physiciens lisent ces infinis. Ils n'y voient pas un événement ; ils y voient l'aveu d'une théorie à l'endroit où elle ne vaut plus, comme une règle dont les derniers traits se resserrent jusqu'à se confondre.

En deçà d'environ 10⁻⁴³ seconde, l'ère de Planck, la physique connue ne s'applique plus. La gravitation et la physique quantique devraient y parler d'une seule voix, et elles n'ont pas encore de langue commune. La singularité initiale vient d'une extrapolation de la relativité générale au-delà de son domaine ; une théorie de la gravitation quantique, qu'on attend, pourrait ne pas la contenir du tout.

Il n'y a donc pas de « premier moment ». Le concept de temps cesse d'être défini quand on approche de t = 0 ; là, rien ne fait plus un instant. La singularité n'est pas un événement de l'histoire de l'Univers. Elle est le bord de la description qu'on en donne.

Les frises de référence le savent. Aucune ne remonte au temps zéro ; certaines comptent à partir de la fin de l'inflation, et le « 0 » imprimé à gauche de la règle est l'origine conventionnelle des horloges, le point où l'on a posé le crayon pour commencer à graduer. Rien ne s'y est passé qu'on puisse dater.

Quant aux « 10⁻³⁶ seconde », « 10⁻⁴³ seconde », ce sont des numéros portés sur l'axe t d'un modèle prolongé au-delà de son domaine, comme une longitude qu'on tracerait sur la carte au-delà du rivage, sur une mer que personne n'a sondée. Aucune horloge ne les a marqués. Aucune ne pouvait le faire.

La question « qu'y avait-il avant ? » n'est ni absurde ni résolue. Rien dans la physique connue n'interdit qu'une théorie plus complète décrive quelque chose au-delà du bord ; et la relativité générale, qui trace ce bord, ne dit rien de ce qu'il y a derrière. Toute description de conditions « avant le big bang » doit reposer sur une théorie qui la dépasse, la gravitation quantique, et cette théorie n'est pas écrite. La question est suspendue à une page qui manque.

L'idée que la singularité n'est pas réelle est presque aussi vieille que l'inflation. Dès 1980, Alexeï Starobinsky soutenait que des corrections quantiques à la gravité remplaceraient la singularité initiale par une phase d'expansion exponentielle : au bout de la règle, non un infini, mais un emballement.

Pour certains, l'« avant » se dissout. Quand on quantifie la gravitation pour l'Univers entier, on obtient l'équation de Wheeler-DeWitt, et dans cette équation le temps n'apparaît pas : la description fondamentale est immobile, et tout le travail est d'en faire sortir un Univers qui change. On espère voir le temps émerger comme une approximation, la taille de l'Univers servant d'horloge interne ; « avant » n'aurait plus de prise au bord, comme la température n'a pas de prise sur une seule molécule : non qu'elle y devienne fausse, elle n'y désigne rien. En 2025, Bamonti, Cinti et Sanchioni contestent que le temps émerge ainsi ; la dynamique de ce cadre, écrivent-ils, demande un examen plus poussé.

L'image la plus célèbre de cette famille est de James Hartle et Stephen Hawking, en 1983 : un état sans bord. Quand on remonte, le temps se met à se comporter comme une direction d'espace, et l'histoire de l'Univers se referme sur elle-même comme la sphère se referme au pôle Sud, sans pointe, sans point de départ. On tourne le globe pôle Sud en haut, et l'on pose la question : qu'y a-t-il au sud du pôle Sud ? Rien n'y manque ; la direction s'arrête. Demander ce qu'il y avait avant serait demander cela — la réponse d'Augustin devenue géométrie. Mais en 2017, Job Feldbrugge, Jean-Luc Lehners et Neil Turok refont le calcul avec un temps réel, et obtiennent un facteur exactement inverse de celui de Hartle et Hawking ; ce que la proposition prédit n'est plus le même.

Pour d'autres, l'avant revient. En 2006, Abhay Ashtekar, Tomasz Pawlowski et Parampreet Singh appliquent à l'Univers entier la gravité quantique à boucles, dans un modèle simplifié, très symétrique, et ils voient le big bang remplacé par un grand rebond : un univers qui se contracte, passe par le régime de Planck sans se rompre, puis le nôtre qui se dilate. Un temps qui traverse le bord, et de l'autre côté, quelque chose. Aucune observation ne le confirme.

« La question de l'avant n'a pas de sens » est donc une position. Augustin l'a tenue à la lampe, Kant à l'horloge, Hawking à la sphère ; ce n'est pas un consensus, et les modèles à rebond donnent à l'avant un sens. La physique a changé la question de Kant. Il ne s'agit plus de choisir entre un temps fini et un temps infini : il s'agit de savoir si le mot « avant » garde une prise au bord de la description, et cela dépend d'une théorie qui reste à trouver.

On ne peut dire, en l'état, ni qu'il y eut un instant zéro, ni qu'il n'y avait rien avant, ni qu'il y avait quelque chose avant. Aucune observation ne remonte au-delà de l'inflation ; ce qu'on tient d'elle, ce sont ses effets, non ce qui l'a précédée. Le rebond et l'état sans bord laissent chacun des traces à chercher — aux plus grandes échelles du rayonnement fossile pour l'un, dans la courbure d'ensemble de l'Univers pour l'autre — et rien, dans ce qu'on a mesuré, ne départage encore les deux.

Reste ce qu'Augustin n'a pas épuisé en ôtant l'« alors ». Même sans avant, même si le temps naît avec le monde ou émerge d'une description où il ne figure pas, on peut encore demander pourquoi il y a un monde. Cette question ne dépend pas de la forme du temps ; elle traverse le bord sans s'y arrêter, et elle attend, de l'autre côté de la page, qu'on dise de quel rien on parle.