Pas exclu… mais compliqué.

Vous avez sûrement entendu parler de la théorie du Big-Bang, qui décrit comment l’Univers est « né » d’un amas de matière très dense et très chaud il y a environ 13,7 milliards d’années. Une dilatation progressive, comme un ballon qu’on gonfle.

Mais avant ? Qu’est-ce qu’il y avait avant le Big-Bang ?

Est-il possible que l’Univers soit né de « rien » ?

« Ce n’est pas exclu, mais c’est (très) (très) compliqué de répondre à cette question », prévient Johan Richard, astrophysicien.

  • Une question au-delà de la physique

« C’est une question qui se heurte aux limites de nos connaissances », souligne le chercheur. « Elle nous emmène clairement au-delà de la physique, même si différents modèles existent à l’heure actuelle. »

Il est possible que l’Univers soit né à partir de rien, c’est-à-dire à partir du vide.

La théorie quantique permet qu’une fluctuation quantique du vide soit à l’origine de l’apparition de particules. Dans l’électrodynamique quantique, l’énergie qui est contenue dans l’Univers produit de la matière.

Mais on est loin de pouvoir se contenter de cette réponse.

  • Mur de photons et mur de Planck

Concernant la naissance de l’Univers, l’astrophysique a deux murs à franchir :

  • le mur de photons: on l’appelle fonds diffus cosmologique et c’est en quelque sorte de la lumière fossile. C’est la première lumière émise, environ 380 000 ans après le Big-Bang, à une époque où l’Univers était plus petit, dense et chaud. C’est aussi la plus vieille image qu’on ait de l’Univers… Au-delà des photons que nous envoie le fonds diffus cosmologique, on a donc aucune information visuelle sur l’Univers ;

 

  • le mur de Planck: c’est la limite au-delà de laquelle les sciences qui étudient l’Univers n’ont plus rien à dire. On le situe à 10-43 secondes après le début de l’expansion. Entre le temps 0 (début de l’expansion) et ce temps approximatif de 10-43 secondes, on a une période très brève pendant laquelle personne ne sait ce qu’il s’est passé : l’Ère de Planck.

Mais… dire ça comme ça est un peu absurde, puisqu’on parle d’une époque où les lois de la physique et même la notion de temps ne fonctionnaient pas comme on les connait aujourd’hui.

  • Univers cherche modèle(s)

« Quand on a un modèle, on sait dans quel cadre il s’applique. Mais dans ce cadre-là, on n’a pas de modèle qui fonctionne », résume Johan Richard.

Pourquoi ?

À ses débuts, l’Univers était extrêmement dense : le modèle approprié est a priori celui de la relativité générale.

Mais à ses débuts, l’Univers était aussi extrêmement petit : 10-33 centimètres, plus petit qu’une particule. Le modèle adapté serait alors plutôt la mécanique quantique.

Et une combinaison des deux ?

« La relativité générale et la mécanique quantique ne fonctionnent pas du tout ensemble. Il faudrait une autre physique, unifiée, et c’est ça que tout le monde cherche ! »

En attendant que la théorie des cordes, la théorie des univers parallèles ou la cosmologie branaire proposent (peut-être) une description satisfaisante de la naissance de l’Univers, cette inconnue ultime continuera de fasciner les poètes… et les autres !

Article réalisé avec


Cléo Schweyer

Un article de : , Laborantine en chef,
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