La science de Stranger Things, vrai ou faux : mondes multiples, trou de ver et constante de Planck

Mondes multiples ou dimension cachée : le cours de 1983

En novembre 1983, à la veillée qui suit les obsèques, trois garçons demandent comment voyager vers une autre dimension. Leur professeur dessine sur une assiette en carton une corde, un acrobate et une puce. Le chapitre s'appelle « La Puce et l'acrobate ».

La veillée est celle de Will. M. Clarke pense d'abord aux mondes multiples de Hugh Everett, proposés en 1957 ; Bryce DeWitt les nomme many-worlds dans les années 1970, et le terme existe donc en 1983. Lucas a raison d'écarter cette piste. « Yeah, that's not what we're talking about. » Les branches d'Everett ne communiquent pas. Aucune information ne passe de l'une à l'autre. Il n'y a ni porte ni voyage.

L'image de la puce vient d'une autre idée, les dimensions cachées. Sur The Particle Adventure, l'acrobate avance ou recule, et la puce fait aussi le tour de la corde : une petite boucle fermée qui la ramène à son point de départ. « He can even go… underneath the rope. » Theodor Kaluza ajoute une dimension en 1921. Oskar Klein, en 1926, l'enroule sur un cercle minuscule. En physique, le dessous de la corde est ce cercle, où rien ne vit. La série fait glisser l'image vers un monde entier.

Les garçons appellent déjà ce monde le Monde à l'Envers. Ils ont trouvé ce nom la veille des obsèques, avant le dessin sur l'assiette, en repensant au plateau de jeu qu'Onze avait retourné pour montrer où se trouvait le disparu.

Les dimensions cachées ont aussi leur version télévisée : dans l'épisode 10 de Cosmos, en 1980, Carl Sagan explique une quatrième dimension d'espace avec une pomme.

Pour passer, le cours exige une énergie énorme et une déchirure dans le temps et l'espace. Une porte dérangerait la gravité, le champ magnétique et le milieu autour.

Boussoles et aimants : ce que dit vraiment le magnétisme

La même année, Dustin constate que les boussoles du groupe ne montrent pas le vrai nord. Il en déduit qu'un champ plus puissant les tire vers la porte. « The needle's naturally drawn to the Earth's magnetic North Pole. » Près d'une source plus forte, l'aiguille se tourne vers elle.

Au sol, le champ terrestre vaut de 30 à 60 microteslas, d'après un relevé de 2019. Un aimant de réfrigérateur puissant atteint environ 10 000 microteslas, des centaines de fois plus. Le raisonnement tient.

Pour retrouver le vrai nord, il se fie au soleil, qui se lèverait à l'est et se coucherait à l'ouest. Le soleil ne se lève à peu près plein est qu'aux équinoxes. De septembre à mars, sous les latitudes tempérées, il se lève dans le quart sud-est. En novembre, la méthode est approximative.

En 1986, l'aiguille de Dustin dérive à mesure que le groupe va vers l'est, jusqu'au rocher du Crâne, non loin de Lover's Lake. Il conclut à une porte plus petite. Il parle de champ électromagnétique : c'est sa part magnétique que suit l'aiguille, comme celle de la bobine de 1985. Ce n'est pas faux.

En 1985, le professeur bricole un électroaimant avec un transformateur et une bobine, puis il baisse le courant. La démonstration est dans « Comme des rats ».

On démagnétise un objet avec un champ alternatif dont on réduit peu à peu l'intensité. Les téléviseurs à tube avaient une bobine faite pour cela. Le cours dit d'abord que ce champ agit sur tout objet chargé à proximité. Un aimant de réfrigérateur n'est pas un objet chargé. Ce sont ses dipôles qui réagissent, comme le professeur le dit lui-même un peu plus loin, quand le courant baisse.

Pour atteindre une maison et le centre de la ville, il parle de milliards de volts. Le champ d'un aimant décroît comme le cube de la distance : dix fois plus loin, mille fois plus faible. Décrocher les aimants de toute la ville, celle de la machine cachée dessous, relève de la fiction.

Le caisson d'isolation, une invention de 1954

En 1983, Dustin veut un caisson de privation sensorielle pour qu'Onze retrouve les deux disparus. Il appelle le professeur chez lui. « It's ten o'clock on Saturday. » Le groupe remplit une pataugeoire de 1 500 livres de sel, environ 680 kilos, du sel de déneigement pris dans une réserve. Le chapitre s'appelle « Le Bain ».

John C. Lilly met ce caisson au point en 1954, alors qu'il travaille au NIMH, l'institut américain de santé mentale. D'après la Wellcome Collection, les premiers sujets, lui compris, sont entièrement immergés dans une eau à la température du corps. La version où l'on flotte, allongé sur une eau saturée de sel d'Epsom, vient après son départ, à la fin des années 1950. Les premiers caissons du commerce sont vendus en 1972. Aujourd'hui, on décrit souvent 25 cm d'eau à environ 35 °C, d'une densité de 1,25 à 1,26. Son travail a inspiré Altered States, en 1980.

La série remplace le sel d'Epsom par du sel de déneigement. Flotter reste juste. Ce que l'on trouve dans ce noir relève de la fiction.

Les bains imposés aux cobayes du programme réel relèvent d'une autre histoire, celle de MK-Ultra.

La constante de Planck de Suzie, le nombre de l'ajustement de 2014

Planck introduit cette constante en 1900. Elle relie l'énergie d'un photon à sa fréquence : l'énergie vaut h multiplié par la fréquence.

Le 4 juillet 1985, ouvrir le coffre qui garde les clés de la machine demande cette constante. Murray, qui traduit Alexei, la présente comme un nombre très connu. Le code qu'il donne est faux : six, six, deux, puis six, zéro, huit, puis zéro, zéro, quatre. Dustin obtient le bon par radio, de Suzie. « Planck's constant is 6.62607004. »

Le prix de la réponse est un duo, chanté par radio : NeverEnding Story.

Le nombre récité, 6,62607004 × 10⁻³⁴ J·s, est celui de l'ajustement CODATA dit de 2014, diffusé en 2015. Selon un article de CNN du 11 juillet 2019, des scientifiques du NIST l'ont relevé en regardant la saison. En juillet 1985, la valeur recommandée était celle de 1973 : 6,626176 × 10⁻³⁴ J·s. L'ajustement dit de 1986 est publié en 1987, et il remplace celui de 1973.

Depuis le 20 mai 2019, h ne se mesure plus. Elle vaut exactement 6,62607015 × 10⁻³⁴ J·s. Le vote date du 16 novembre 2018, à la 26e Conférence générale des poids et mesures, à partir des valeurs CODATA 2017. La saison qui montre la scène sort le 4 juillet 2019, un mois et demi après le 20 mai. Les deux derniers chiffres du nombre récité, 04, ne sont plus ceux de la valeur exacte, 15.

Le code faux, 662 608 004, ne s'écarte du nombre récité que d'un chiffre, un 8 à la place du 7. Le bon nombre, de la mauvaise année : c'est un anachronisme.

Le pont d'Einstein-Rosen, de 1916 à 1988

Attention : à partir d'ici, et jusqu'à la fin de l'article, il est question de la saison 5.

En novembre 1987, dans le troisième épisode de la saison 5, le cours sur les ponts d'Einstein-Rosen a lieu dans la classe d'Erica, qui en fait sa préférée.

Il présente ces ponts comme des trous de ver, entièrement théoriques. On irait d'un point à l'autre sans traverser l'espace entre les deux, jusqu'à une autre galaxie, ou un autre temps. S'ils existaient, ils se déchireraient en se formant.

Ludwig Flamm trouve la solution en 1916. Albert Einstein et Nathan Rosen la publient en 1935. Le mot wormhole, au sens d'un raccourci dans l'espace-temps, apparaît en 1957 dans un article de Charles Misner et John Wheeler. Arthur Eddington avait écrit worm-holes dès 1928, au sens figuré, pour désigner des particules de matière. En 1962, Robert Fuller et Wheeler montrent que le pont est instable. Il se referme trop vite pour que quoi que ce soit le traverse. Pour 1987, le cours dit juste.

Dès 1973, Homer Ellis, et de son côté K. A. Bronnikov, montrent qu'un trou de ver peut être traversable s'il est tenu par un champ de polarité négative. Ellis refuse d'appeler ce champ exotique. En 1988, Michael Morris et Kip Thorne en font le modèle de référence, tenu ouvert par une matière qu'ils nomment exotique. Le 26 septembre 1988, avec Ulvi Yurtsever, ils avancent qu'un tel trou de ver pourrait devenir une machine à remonter le temps. Le voyage vers un autre temps, évoqué en cours, précède ces articles de quelques mois.

Carl Sagan avait consulté Thorne pour les trous de ver de son roman Contact, paru en septembre 1985. C'est le Sagan de Cosmos : une coïncidence, rien de plus.

La matière exotique : ce qui tiendrait un trou de ver ouvert

Dans le sixième épisode de la saison 5, le journal de Brenner dit ce qui tient l'ensemble. Ce n'est pas de la magie. Dustin parle de matière exotique, le nom des physiciens théoriques. Un peu plus tard, il conclut. « It's not another world. It's a wormhole. »

Dans The Bridge, il précise devant le groupe que le pont est très instable, tenu pourtant par cette matière.

Ross Duffer l'a dit à Deadline. « We've known it was a wormhole since Season 1. »

En 1988, chez Morris et Thorne, le trou de ver traversable tient par une coquille sphérique de cette matière. La série loge la sienne dans une sphère, ce qui y ressemble. Il faut une matière à l'énergie négative. La masse négative reste spéculative, et l'exemple réel le plus proche, selon Wikipédia, est l'effet Casimir. Pour Sean Carroll, à Johns Hopkins, les trous de ver sont un modèle simplifié, très intéressant et utile aux physiciens.

Aucun trou de ver n'a été observé à ce jour : ce sont des objets hypothétiques. En 2022, une expérience sur une puce quantique a été présentée comme un trou de ver holographique. Peter Woit a jugé sa promotion scientifiquement douteuse. Carsten Welsch, à Liverpool, se sert de la série dans ses cours.

Dustin parle avec les mots de 1988, ceux de Morris et Thorne. L'idée d'un champ d'énergie négative, elle, existait depuis 1973. Le mot est juste. L'objet, à ce jour, reste introuvable.

Le verdict, idée par idée

La physique ne couvre pas trois choses. Les lampes qui clignotent quand le disparu appelle, et la radio qui grésille, ne reçoivent aucune explication : on sait seulement que l'électricité passe. Ce que fait Onze non plus. La ville figée au 6 novembre 1983 non plus.

Une méthode reste juste jusqu'au bout. Pour retrouver Dustin, le professeur veut situer un point à partir de trois signaux.

La règle posée en 1983 tient encore. « Science is neat. But I'm afraid it's not very forgiving. » Les noms et les principes sont justes. Les passages vers un autre monde ne le sont pas.

1. 1983 Everett

   Cité juste. Ses mondes ne communiquent pas.

2. 1983 La puce

   Une dimension minuscule et refermée, pas un monde.

3. 1983 Les boussoles

   Juste : un champ plus fort dévie l'aiguille.

4. 1983 Le bain

   Le caisson existe depuis 1954. Le noir où l'on cherche le disparu, non.

5. 1985 Les aimants

   Démagnétiser, oui. Toute une ville, non.

6. 1985 Planck

   Le bon nombre, celui de l'ajustement de 2014.

7. 1987 Le pont

   Instable, comme la physique de 1962.

8. 1987 La matière exotique

   Le mot de Morris et Thorne, en 1988. Aucune observation à ce jour.

Questions fréquentes

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