Du Big Bang Au Big Bounce

[Guest anais]

Du Big Bang au Big Bounce

Un physicien américain remonte aux premiers instants de l'Univers et explore l'avant Big Bang.

 

Le Big Bang, la grosse «boule de feu primordiale», n'aurait jamais eu lieu! C'est ce qui ressort des équations du physicien Martin Bojowald, de l'université de Pennsylvanie (Etats-Unis). Jusqu'à présent, le début de l'Univers, il y a 13,7 milliards d'années, est décrit par la relativité générale comme l'instant zéro de l'espace-temps, un moment où le volume de l'Univers est nul, où sa densité et. son énergie sont infinis. Cet. instant initial, appelé singularité (un non-sens mathématique), a ensuite «explosé» en un Big Rang suivi d'une prodigieuse expansion. La physique actuelle demeure impuissante à décrire cette singularité, les modèles classiques remontant à cent milliardièmes de seconde de «l'instant zéro» mais perdant toute signification au-delà.

Pour explorer ces quelques milliardièmes de seconde inconnus, Bojowald a utilisé les outils théoriques d'une physique plus exotique, la «gravitation quantique à boucles» (Loop Quantum Gravity ou LQG), qui combine la physique quantique et la relativité générale. Cela signifie que l'espace-temps n'est plus continu mais «discret», c'est-à-dire progressant par sauts minuscules. Cette théorie impose à l'Univers des limites inférieures pour la taille et supérieure pour l'énergie. Il n'aurait donc jamais été réduit à l'état, de «point zéro». Et la singularité n'a jamais existé. Mieux, le jeune chercheur allemand a développé un nouveau modèle mathématique pour «passer» par ce goulet d'étranglement rebaptisé Big Bounce («le grand rebond») et tenter de décrire l'Univers «d'avant»: un univers en contraction, qui aurait atteint un point où les propriétés quantiques de l'espace-temps rendent la gravitation répulsive. Il aurait donc «rebondi» pour donner naissance à notre univers actuel. Le fameux Big Bounce serait une sorte d'état de transition entre un univers en effondrement et un univers en expansion. Les calculs de Martin Bojowald montrent, que si ses équations permettent de préciser certaines propriétés de l'Univers «préhistorique» telles que sa taille et son taux de contraction, elles ne permettent pas d'en savoir plus sur cet. autre univers: les forces quantiques extrêmes régnant pendant le Big Bounce imposent, une sorte «d'amnésie cosmique».

 

 

L'avis de Mairi Sakellariadou

 

astrophysicienne au King's College de Londres

 

«Avant Martin Bojowald, le physicien italien Gabnele Veneziano avait déjà construit un modèle de pré-Big Bang, à partir de la théorie des cordes. Cette fois, c'est avec la gravitation quantique à boucles (LQG) que l'on tente une incursion. Les calculs de Bojowald sont brillants, même s'il admet un certain nombre de symétries et de simplifications. Reste que nous ne savons pas encore si la théorie LQG elle-même est valide...»

 

 

 

Sylvie Rouat

Sciences et Avenir