L’une des théories les plus intéressantes concernant l’origine du cosmos est celle des univers “rebondissants” : le cosmos se dilaterait puis se contracterait de manière cyclique, donnant lieu à des Big Bangs infinis. Il s’agirait d’un univers en quelque sorte perpétuel qui n’aurait ni début ni fin (si nous ne considérons pas ces Big Bangs infinis comme ayant un début ou une fin). Cette théorie est fascinante car, comme l’explique un nouveau communiqué de l’université de Buffalo, elle élimine le besoin de la soi-disant singularité initiale, essentiellement un moment dans le temps que nous ne pouvons pas comprendre précisément parce qu’il est incompatible avec les lois physiques que nous voyons.
Sommaire
Un début d’ensemble
Une nouvelle étude, publiée dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, dirigée par les chercheurs Will Kinney et Nina Stein de l’université de Buffalo, propose une autre version du modèle cyclique de l’univers. Le nouveau modèle propose un début de l’ensemble : même si l’univers a des cycles infinis, il doit quand même avoir eu un début.
Un nouveau modèle expliquerait ce qui s’est passé avant l’inflation
Un tel univers cyclique permettrait de résoudre en partie les problèmes de l’inflation cosmique. Selon cette théorie, l’univers s’est étendu soudainement, en un laps de temps très court, au début des temps. La théorie de l’inflation, cependant, nous dit ce qui s’est passé pendant et après l’expansion soudaine, et non ce qui était là avant. En substance, nous revenons au problème de la singularité initiale.
Le problème de l’entropie dans les modèles cycliques classiques
Le modèle cyclique classique résout le problème de la singularité initiale mais, selon Kinney, se heurte à d’autres problèmes intenables. “Malheureusement, on sait depuis près de 100 ans que ces modèles cycliques ne fonctionnent pas car le désordre ou l’entropie s’accumule dans l’univers au fil du temps, si bien que chaque cycle est différent du précédent. Il n’est pas vraiment cyclique”, explique M. Kinney.
Le nouveau modèle cyclique
Le nouveau modèle cyclique soutenu par les chercheurs semble résoudre le problème de l’accumulation de l’entropie en suggérant que le cosmos “se dilate de tout un tas à chaque cycle, diluant l’entropie”, comme l’explique le chercheur lui-même. À un moment donné, l’univers s’étire soudainement en se débarrassant de toutes les structures qu’il contient, y compris les trous noirs, et en retrouvant son état homogène d’origine. À ce moment-là, un autre grand rebondissement commence. Ce modèle suppose toutefois que l’univers ait eu un commencement : “Notre démonstration montre en général que tout modèle cyclique qui supprime l’entropie par expansion doit avoir un commencement”, explique encore Kinney. “Nous montrons que tout univers rebondissant qui utilise la croissance du facteur d’échelle pour dissiper l’entropie doit nécessairement être géodésiquement incomplet et ne peut donc pas être véritablement cyclique dans le temps”, expliquent les chercheurs dans le résumé.
Y a-t-il eu un moment dans le temps avant lequel il n’y avait rien ?
Bien sûr, la présence d’un commencement entraîne plusieurs autres problèmes conceptuels, principalement le fait qu’il y ait eu un point dans le temps avant lequel il n’y avait rien, pas même le temps, ce qui dérange généralement les scientifiques, comme Stein l’admet lui-même. Les chercheurs veulent maintenant se pencher sur un autre modèle cyclique proposé par Roger Penrose, dans lequel le cosmos est constitué de cycles au cours desquels il s’étend à l’infini, sans rebondir.
