« Le big-bang, la meilleure théorie pour décrire l’Univers »


Johan Richard, astrophysicien à l’Observatoire de Lyon, scrute les galaxies lointaines pour mieux comprendre la formation de l’Univers. 

Pourquoi y-a-t-il quelque chose plutôt que rien ? Attribuée au philosophe et physicien Gottfried Wilhelm Leibniz, cette fameuse question métaphysique est au coeur des sciences de l’Univers. A une nuance près : c’est le comment de la formation de l’Univers qui passionne les astrophysiciens. Proposé dès 1927 par Georges Lemaître, le modèle du Big Bang situe cette formation il y a près de 14 milliards d’années.

Jeudi 28 novembre 2013, dans le cadre du festival de cinéma et sciences A Nous de Voir, le film Le Big-Bang, mes ancêtres et moi (2009) revient sur cette naissance dont le scénario n’est pas encore parfaitement connu. Johan Richard, astrophysicien au Centre de recherche astrophysique de Lyon, interviendra à l’issue de la projection pour répondre aux questions du public, aux côtés de la paléogénéticienne Catherine Hänni (ENS-Lyon).

A quoi sert la théorie du big-bang ?

C’est un modèle cosmologique, c’est-à-dire la description mathématique de la forme de l’Univers et de son évolution, basée sur la théorie physique. Il permet de reproduire, à partir de conditions initiales, le contenu actuel de notre univers. En gros, ce que l’on nomme Big-Bang est la dilatation d’un amas de matière de la taille d’une particule, très dense et très chaud, il y a 13,7 milliards d’années. D’ailleurs le terme n’est pas juste car il ne s’agit pas d’une explosion.

Le Big-Bang est-il un événement avec un “avant” et un “après” ?

Non ! Même si c’est déconcertant, on ne peut pas parler d’avant et après le Big-Bang. Il est très difficile de cerner un “instant zéro” : on ne peut s’en approcher qu’à 10-43 secondes près. C’est le temps de Planck ; au-delà, les lois de la physique actuelle cessent d’être valides. On travaille donc avec les mathématiques pures, par exemple en inversant les équations. Une des hypothèses concernant “l’avant” propose ainsi un Univers qui aurait d’abord été en contraction. Mais il est à ce jour impossible d’observer, donc de vérifier, de telles propositions.

Pouvez-vous observer d’autres phénomènes ?

Compte tenu du temps que met la lumière à parvenir jusqu’à nous, vous voyez le passé quand vous regardez les étoiles ! En archéologie, les objets les plus profondément enterrés sont les plus anciens. C’est la même chose en astronomie : les galaxies les plus lointaines sont observées telles qu’elles étaient au début de l’histoire de l’Univers

Il y a bien sûr des limites. Notre univers observable commence environ 300 000 ans après le Big Bang. Avant cette date, il était trop compact, donc trop opaque, pour que la lumière s’échappe. Puis les photons se sont mis à se diffuser dans toutes les directions. On retrouve donc, partout dans l’Univers, ce qu’on appelle le “fonds diffus cosmologique”, une véritable signature lumineuse constituée des photons originaux. C’est la meilleure preuve de l’expansion de l’Univers et de la validité du modèle Big-Bang.

 

 


Un article de Cléo Schweyer


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