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Dossier temps : Avant le Big Bang

18 février 2022 - Curium

Le temps serait né avec Le Big Bang. Mais avant, qu’y avait-il?

RIEN ? ou QUELQUE CHOSE ?

RIEN ?

Selon la théorie du big bang, la grande explosion serait le début de tout. Avant (mais «avant» n’existe pas!), il n’y avait ni temps, ni espace, ni matière. Rien. Niet. Nada. Nimit. Nic! Dites-le dans toutes les langues, la réponse demeure tout aussi surprenante. Le big bang demeure malgré tout le scénario chouchou des physicien·ne·s.

L’ÉVIDENCE D’UN BIG BANG

Comment arrivent-ils à la conclusion d’un big bang? En faisant des déductions sur le passé d’après ce qu’on observe aujourd’hui, soit que l’Univers est en expansion. Le fait que les galaxies s’éloignent les unes des autres nous le prouve. Si on remonte le temps, l’Univers a donc déjà été beaucoup plus petit.

Cette idée a également été confirmée par le plus vieux portrait qu’on ait pu prendre de l’Univers, appelé fond diffus cosmologique. Il avait alors 380 000 ans – une jeunesse! Il tenait dans un si petit volume qu’il était ultradense. C’était un magma uniforme. Aucune galaxie n’existait, aucune comète, encore moins la Terre.

RIEN NE VA PLUS !

Avant ça? Impossible de savoir avec nos outils actuels. Avec de savants calculs, les spécialistes concluent toutefois qu’aux balbutiements de l’Univers, la densité était encore plus grande. Imaginez des centaines de milliards de galaxies comprimées dans une tête d’épingle. Inouï!

Plus impressionnant encore, au temps zéro du big bang, tout ce qu’on connaît de notre Univers tenait dans un volume… nul! Densité et chaleur sont alors infinies. Aucun calcul ne peut concevoir cela. En fait, de temps 0 jusqu’à 10⁻⁴³ secondes après le big bang, les physicien·ne·s parlent d’une «singularité»: une manière de dire que rien ne va plus.

Les lois de la force gravitationnelle décrites par la relativité générale, qui jusque-là servaient à expliquer l’Univers, ne décrivent plus rien. À cette échelle, il faudrait plutôt faire intervenir les lois de la physique quantique, qu’on utilise pour décrire l’infiniment petit. À ce jour, personne n’a réussi à concilier la relativité générale et la physique quantique, les deux branches de la physique.

 

Chacunes ses forces!

La théorie de la relativité générale d’Einstein prend seulement en compte la force gravitationnelle, l’une des quatre forces en physique. Parfait pour décrire l’immensité, mais inutile pour le minuscule. À cette échelle, celle des atomes, les trois forces décrites par la physique quantique prévalent: force électromagnétique, interaction faible et interaction forte.

 

QUELQUE CHOSE?

Certaines théories tentent de réconcilier la relativité générale d’Einstein et la physique quantique. C’est le cas de la théorie de la gravitation quantique à boucles, créée dans les années 1990*. Surprise: en faisant cela (et en réglant le problème de la singularité), elle fait apparaître un «avant»!

Elle règle le problème de la «singularité» en excluant l’idée d’infini. L’espace-temps peut être minuscule, certes, mais pas infiniment minuscule. Il existerait donc une unité minimale d’espace-temps. Rien ne serait plus petit. Et de cette unité minimale aurait émergé notre Univers.

* Il existe aussi d’autres théories tentant d’unifier la relativité générale et la mécanique quantique, dont la théorie des cordes.

J’EN AI PLEIN MON UNITÉ !

Avant notre Univers, un autre Univers aurait existé. Comme le nôtre, il aurait été en expansion, mais cette expansion aurait eu une limite. Quand elle aurait atteint cette limite, l’Univers se serait effondré sur lui-même.

Toute la matière se serait alors condensée dans un espace de plus en plus petit, jusqu’à atteindre un espace-temps minuscule (mais pas infiniment minuscule!). Cette fameuse unité d’espace-temps minimale.

À ce moment, la matière ne rentrait plus. L’unité d’espace-temps ne pouvait en absorber davantage. Plutôt que de continuer à s’effondrer, tout aurait rebondi et repris de l’expansion. Le rebond aurait créé un grand réarrangement de tout, et l’Univers actuel serait apparu. Selon cette théorie, nous vivons donc dans un Univers recyclé!

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Une réponse à “Dossier temps : Avant le Big Bang”

  1. Jocelyn Beaudry dit:

    Article toujours d’actualité, félicitations. Nous pourrions ajouter que, malheureusement, nos scientifiques comme nous-mêmes pouvant être assez conditionnés par nos environnements, ne pouvant s’en défaire, etc., ce serait la raison pour laquelle nous pourrions avoir quelque préjugé, passer du coq à l’âne, utiliser des analogies trompeuses (foireuses) pour expliquer notre univers qui pourrait être de surcroît en pleine mutation par quelque loi. Cependant, ne serait-il pas étrange, mais surtout heureux, que nous découvririons quand même toujours des choses, toutes catégories de domaines confondus, de la physique à la sociologie en passant par la biologie et la psychologie?

    Au fond, effectivement, il pourrait bien ne pas y avoir d’infini plutôt que d’indéfini (ouf!), etc. N’étant pas vraiment libres parce qu’un accident serait toujours si vite arrivé et si l’on aurait remarqué, aurait-il été aussi prouvé que l’on pourrait devenir nul, fou, etc. dès que M. et Mme Tout-le-Monde aborderaient directement ou indirectement ces questions (nos origines)? Heureusement, avec la relativité générale d’Einstein, nous saurions que nous vivrions dans un espace-temps courbe (un enfant lui ayant demandé). Est-ce que par quelque géodésique par conséquent, cela voudrait dire que nous devrions rejeter la notion de causalité, et ce, au risque que plus rien ne soit compréhensible dans le monde des sciences? Non.

    Pour maintenant en présenter une géodésique qui ne serait pas trop cependant centrée dans une certaine orientation spiralée, nous pourrions penser à la suivante. Je reçois toujours les courriels de la Toile scientifique pour Science pour tous et auquel nous pourrions nous intéresser concernant des nouvelles ou articles scientifiques, des concours, des activités, des conférences, etc. Je confirmerais qu’en plus de CURIUM que l’on pourrait parfois feuilleter comme d’autres, on pourrait toujours être certain d’y apprendre quelque chose, que ce serait pour les petits comme les grands enfants (hum! Comme moi). N’oublierait-on pas d’y jeter un coup d’œil parfois comme de s’intéresser au monde des sciences.