Que s’est-il passé avant le Big Bang ? Une nouvelle théorie émerge

par Bruno Clairet, le 27 avril 2020 06:48

Bien que la théorie du Big Bang soit communément admise, les premiers instants de l’Univers restent un mystère. Parmi les modèles qui les expliquent, le Big Bounce et la théorie des cordes sont remis au goût du jour par deux physiciens canadiens.

En 1929, les observations de l’astronome américain Edwin Hubble ont montré que l’univers est en expansion. L’Univers serait donc issu d’une dilatation rapide de matière chaude qui aurait donné naissance aux atomes, aux étoiles et aux galaxies dans ce qu’on décrit souvent comme une explosion.

Ce grand boom primordial peut être vu comme l’origine de toute chose, mais il laisse également la place à d’autres modèles. Plutôt qu’un évènement fondateur, il pourrait s’agir de l’étape d’un cycle, le Big Bounce. L’univers se dilaterait jusqu’à une certaine limite avant de se contracter dans un Big Crunch pour produire un nouveau Big Bang. Reste encore à le prouver.

L’observation du fond diffus cosmologique tend à prouver le Big Bang. Ce rayonnement électromagnétique fossile des premières « heures » de l’univers montre qu’il a été à la fois beaucoup plus chaud, dense et petit. Bien que les astrophysiciens s’accordent sur ce point, il leur manque encore une pièce essentielle pour compléter le tableau : expliquer les premiers instants de l’Univers. L’idée d’une singularité d’une densité infinie semble impossible à concevoir, et bien avant d’y parvenir, les modèles physiques qui mêlent relativité générale et physique des particules ne tardent pas à s’effondrer. Nos outils actuels ne sont tout simplement pas assez bons. Il nous faut un nouveau modèle capable de combiner la gravité avec les autres forces dans les conditions extrêmes des premiers instants de l’Univers.

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La théorie des cordes, une théorie du « tout » pour expliquer le Big Bounce

La théorie des cordes prétend être un modèle physique capable de gérer la gravité et les autres forces à des niveaux d’énergie ultra élevés. Sa mise en œuvre pour expliquer le Big Bounce s’est néanmoins heurtée à un principe majeur en science : les observations doivent correspondre à la théorie. L’observation du fond diffus cosmologique permet de remonter jusqu’à 380 000 ans après le Big Bang. Quel que soit le modèle qu’on souhaite valider, il doit donner une image rémanente de l’Univers identique à celle qu’on observe. Or la théorie des cordes n’y parvenait pas. 

Les physiciens Robert Brandenberger et Ziwei Wang de l’Université McGill au Canada viennent de publier un article qui tend à valider un modèle cyclique basé sur la théorie des cordes. Les deux scientifiques sont parvenus à obtenir un résultat cohérent en exploitant de nouvelles opportunités grâce aux mathématiques. Si le modèle est désormais satisfaisant, rien ne permet de dire qu’il correspond à la réalité. L’univers pourrait tout aussi bien avoir un début et une fin comme le prévoit le Big Rip ou Grande déchirure qui prévoit une dilatation de plus en plus violente de l’Univers jusqu’à la disparition des atomes.

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Source. : Live Science