L’origine de l’univers a toujours été un sujet de débat passionnant et complexe parmi les scientifiques. Deux théories dominantes ont émergé au fil des temps : la théorie du Big Bang et celle de l’Univers rebondissant. Cependant, de nouvelles recherches semblent remettre en question la viabilité de cette dernière, ouvrant une nouvelle perspective sur nos origines et l’évolution de l’Univers.
La théorie du Big Bang est la plus largement acceptée concernant l’origine de l’univers. Selon cette dernière, il aurait commencé comme un point extrêmement chaud et dense, souvent appelé « singularité », il y a environ 13,8 milliards d’années. Pour des raisons encore inconnues, cette singularité aurait commencé à se dilater dans un processus appelé « inflation ».
Au fur et à mesure que l’univers se dilatait, il se refroidissait, permettant la formation de particules subatomiques, puis d’atomes. Par la suite, de manière schématique, ces atomes se sont regroupés pour former des étoiles et des galaxies. Les preuves de cette théorie comprennent l’expansion continue de l’univers et le fond diffus cosmologique, représentant l’écho du Big Bang.
Face à elle, la théorie de l’Univers rebondissant propose une alternative à la singularité du Big Bang. Dans cette perspective, l’univers actuel est le dernier d’une série d’univers, chacun se contractant en un petit volume avant de se dilater à nouveau. Cette contraction et cette expansion forment le « rebond ».
Dans certains modèles de l’Univers rebondissant, ce cycle se répète indéfiniment. L’idée derrière cette théorie est de résoudre certains problèmes associés à la singularité du Big Bang, notamment le dysfonctionnement des lois de la physique conventionnelle.
Cependant, il est important de noter que la théorie de l’Univers rebondissant est encore largement débattue contrairement à la théorie du Big Bang. Récemment, deux études publiées indépendamment mettent en doute cette idée, soutenant plutôt que l’expansion et la contraction de l’univers pourraient n’avoir eu lieu qu’une seule fois. L’une est publiée dans la revue Physical Review Letters, l’autre dans la revue Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Anomalies dans le fond diffus cosmologique
La première étude s’est concentrée sur un aspect spécifique de la théorie de l’Univers rebondissant connu sous le nom de cosmologie quantique en boucle (LQC). La LQC prédit certaines anomalies dans le fond diffus cosmologique, un écho lumineux de l’univers encore jeune, qui devraient être observables si notre univers est le produit d’un rebond.
En effet, la LQC évite les singularités, qui sont problématiques, car la physique et les mathématiques ne fonctionnent pas quand elles sont appliquées à un point infiniment petit. La LQC s’appuie sur un pont entre la physique classique et la mécanique quantique, connu sous le nom de gravité quantique en boucle, qui postule que la force de gravité s’épuise à de très petites distances plutôt que d’augmenter à l’infini.
Cependant, lorsque les chercheurs ont comparé les prédictions de la LQC avec les données réelles du CMB, de 2009 à 2013, fournies par l’observatoire spatial Planck, ils n’ont trouvé aucun signe tangible de ces anomalies. Cela suggère que les modèles de l’Univers rebondissant qui s’appuient sur la LQC pour expliquer les anomalies du CMB peuvent être écartés.
Trop de chaos accumulé
Malgré ces découvertes, la question sur l’origine de l’univers perdure. Les partisans du Big Bang soutiennent qu’il a eu un début, mais cela laisse en suspens la singularité insondable qui a tout déclenché. D’autre part, les théories des cosmologies cycliques proposent que l’univers soit immortel et traverse des rebonds sans fin.
Un univers véritablement cyclique n’a ni début ni fin. Il se compose d’une série de rebonds qui remontent à un nombre infini de cycles et qui continueront à l’infini. Et parce qu’un tel univers n’a pas de début, il n’y a pas de Big Bang et pas de singularité.
Cependant, un obstacle se dresse face à la théorie d’un univers éternellement cyclique, selon le physicien William Kinney de l’Université de Buffalo, co-auteur de la seconde étude. Il s’agit de l’entropie, qui s’accumule à chaque rebond de l’univers. Souvent considérée comme la quantité de désordre dans un système, l’entropie est liée à la quantité d’énergie utile du système : plus l’entropie est élevée, moins il y a d’énergie disponible.
En remontant dans le temps, au début de l’univers, cette idée implique de facto une quantité infiniment petite d’entropie certes, mais bien présente et qui ressemble alors très fortement à un Big Bang.
Les chercheurs ont donc examiné les implications de cette augmentation de l’entropie dans un univers cyclique. Ils ont conclu que même si un univers cyclique peut contourner le problème de l’entropie en se dilatant beaucoup à chaque cycle, cette solution elle-même garantit que l’univers n’est pas immortel. En d’autres termes, même un univers qui subit des rebonds cycliques aurait dû avoir une singularité pour tout mettre en mouvement en premier lieu. Cela renforce l’idée que l’univers a probablement eu un début, ce qui est en accord avec la théorie du Big Bang et contredit l’idée d’un univers éternellement rebondissant.
Bien que le débat sur l’origine de l’univers soit loin d’être terminé, ces nouvelles recherches apportent des perspectives intéressantes et remettent en question certaines théories existantes. En effet, elles ne prouvent pas définitivement que la théorie de l’Univers rebondissant est incorrecte, mais elles mettent en évidence des problèmes avec certaines versions de cette théorie. Les chercheurs continuent donc d’étudier ces questions, à la recherche de la vérité sur l’origine de l’Univers et son évolution.