Les planètes évoluent-elles ? Retour sur la théorie de l’entropie

Les êtres vivants ne sont pas les seuls à évoluer : étoiles, planètes et minéraux évoluent aussi, et prennent des formes de plus en plus complexes. C’est la conclusion un peu contre-intuitive d’une étude récemment parue dans la revue scientifique américaine PNAS. L’occasion de revenir sur l’articulation entre les deux grands principes – entropique et néguentropique – qui gouvernent l’Univers.

Un peu de thermodynamique…

Quel est le grand principe qui détermine le devenir de l’Univers ? La réponse que l’on donnerait volontiers, après un siècle et demi de recherche scientifique, tient en un mot : entropie. L’entropie désigne, si l’on peut résumer les choses ainsi, une tendance globale à l’augmentation du désordre (c’est-à-dire tend vers le chaos), à la diminution de l’information et donc de l’organisation et à la dispersion de l’énergie. Pour le dire autrement, l’Univers serait promis à un lent délitement, à une infinie dispersion. Son horizon indépassable serait un état d’évanescence glaciale.

La théorie de l’entropie possède deux sources principales. La thermodynamique d’abord, qui se développe dans le sillage des travaux de Sadi Carnot (le physicien, 1796-1832). La notion d’entropie est ainsi proposée dans par Rudolf Clausius en 1865 dans Sur diverses formes des équations fondamentales de la théorie mécanique de la chaleur, puis reprise par Lord Kelvin, Ludwig Boltzmann et Max Planck, pour décrire les conséquence du deuxième principe de la thermodynamique. Selon ce principe, toute transformation physique implique une dispersion énergétique – sous forme de chaleur en particulier –, donc une augmentation globale de l’entropie. La notion est reprise, à la fin des années 1940, par le mathématicien américain Claude Shannon pour décrire, dans « A Mathematical Theory of Communication » (« Une théorie mathématique de la communication »), la déperdition d’information dans toute transmission. Mesure du désordre, l’entropie augmente en somme spontanément chaque fois qu’il se passe quelque chose.

Cette augmentation de l’entropie, toutefois, peut être localement contrebalancée dans un sous-système ouvert, capable d’échanger de l’énergie avec l’extérieur. L’énergie peut être concentrée. C’est le principe de néguentropie – c’est à dire tendre vers le contraire du chaos : l’ordre, l’organisation. L’idée est introduite par Erwin Schrödinger en 1944 dans Qu’est-ce que la vie ? La vie est, précisément, une dynamique néguentropique. A l’échelle de l’individu organique, elle est capable de maintenir, pendant un temps, son métabolisme contre la tendance spontanée à la déliquescence – c’est-à-dire qu’elle est capable de régénérer ses forces vitales et de contenir l’usure de son corps. À l’échelle de l’espèce, elle évolue vers des états croissants d’organisation et de complexité contre la tendance globale à la dispersion. Nicholas Georgescu-Roegen précisera et développera cette idée, en l’étendant à l’étude de la bioéconomie des flux énergétiques entre les populations et leur milieu, dans The Entropy Law and The Economic Process (« La loi de l’entropie et le processus économique », 1971) notamment. Il intégrera, dans le cas de l’homme, l’étude de l’ensemble des équipements « exosomatiques » (machines, industries, etc.) dont celui-ci use pour concentrer davantage d’énergie.