« L’Univers est l’accélérateur de particules du pauvre » : c’est ainsi que le physicien soviétique Yakov Zel’dovich décrivait en 1987 « la nouvelle direction » qu’avait prise la cosmologie dans les années 1970. S’agit-il uniquement d’une métaphore d’un physicien nucléaire reconverti en cosmologiste ? Ou peut-on réellement considérer que les méthodes des sciences expérimentales sont utilisables en cosmologie et transforment l’Univers en laboratoire cosmique ?
Au premier abord, il semble difficile de concevoir la cosmologie comme une science expérimentale. « L’expérimentation galactique c’est de la science-fiction, et l’expérimentation extra-galactique, ce n’est qu’une mauvaise blague » écrivait le philosophe canadien Ian Hacking dans un article de 1989 visant à montrer que la méthode de l’astronomie était profondément différente de la méthode expérimentale. Mais dans cette présentation, je montre que la thèse d’une cosmologie expérimentale n’a rien d’absurde si l’on abandonne la conception traditionnelle de l’expérimentation qui présente plusieurs défauts. En utilisant une définition non-anthropocentrée de la méthode expérimentale comme celle du philosophe étatsunien James Woodward, il est au contraire possible de rendre compte du fait que les astronomes utilisent certains systèmes astrophysiques (par exemple les lentilles gravitationnelles) comme des expériences naturelles pour manipuler d’autres phénomènes.
J’examine ensuite les objections que Woodward a lui-même formulées contre l’idée que l’on puisse étendre sa conception de l’expérimentation à l’Univers tout entier et je montre que ces objections n’empêchent pas de penser qu’il puisse exister des expériences naturelles en cosmologie. J’étudie enfin deux cas qui correspondent à des utilisations expérimentales de l’Univers entier : la limitation du nombre de types de leptons dans les années 1970 et la mesure de la courbure globale de l’espace à partir des données du fond diffus cosmologique dans les années 2000.
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