Forum Sceptique

Repenser le big bang
L’astrophysicien Tommi Tenkanen et ses collègues de l’Université Johns Hopkins ont créé un nouveau modèle mathématique qui laisse à penser que la matière noire serait apparue en quelques fractions de seconde, juste avant le big bang, au moment de l'inflation cosmique durant laquelle l'espace commençait sa rapide expansion.

Cette théorie va à l'encontre de celle généralement admise selon laquelle cette inflation se serait produite quelques secondes après le big bang.

Nos travaux révèlent un nouveau lien entre la physique des particules et l'astronomie.

Tommi Tenkanen
Si la matière noire se compose de particules inconnues nées avant le big bang, celles-ci influencent certainement la façon dont les galaxies sont réparties dans l’espace d'une manière unique. Ce lien peut être utilisé pour révéler leur identité et tirer des conclusions sur l'époque qui a précédé le big bang, explique le scientifique.

À l’heure actuelle, les astronomes estiment que les effets de gravitation de la matière noire façonnent les déplacements et la distribution de la matière visible dans l'espace.

Depuis bon nombre d’années, donc, les astrophysiciens pensaient que la matière noire était une substance résiduelle du big bang, malgré le fait que toutes les recherches expérimentales pour le montrer aient échoué.

Si la matière noire était vraiment un vestige du big bang, les chercheurs auraient dû en détecter des signaux directs dans différentes expériences de physique des particules.

Tommi Tenkanen
La matière noire aurait ainsi été présente avant le reste de la matière contenue dans l’Univers naissant.

L'inflation cosmique aurait conduit à la production abondante d'un nouveau type de particules appelées scalaires. Jusqu'à présent, une seule particule de ce type a été découverte, le boson de Higgs. Ces particules possèdent un spin nul. En physique quantique, le spin est l’une des propriétés des particules, telles que la masse et la charge électrique.

La vulgarisation scientifique parle de cosmos, d'univers, d'espace. Dans le contexte ci-dessus sont-ils utilisés comme synonymes?

J'ai toujours de la difficulté à différencier la signification d'espace:

• Étendue indéfinie entourant les personnes, les choses. Espace vide, espace rempli. Le temps et l’espace. L’espace qui sépare deux objets.
  space […] Distance entre deux choses, deux endroits, etc. L’espace infime entre son lit et son bureau

• Domaine de l’univers situé au-delà de l’atmosphère terrestre. La conquête de l’espace. Voyage dans l’espace

Lorsqu'il est question d'espace dans l'expansion de l'univers, nous faisons référence à des objets qui s'éloigne l'un de l'autre à une certaine vitesse et non que l'espace (le vide sidérale mettons) lui-même est en expansion comme s'il gonflait... ?

DictionnairErroné a écrit : 18 août 2019, 23:29 Lorsqu'il est question d'espace dans l'expansion de l'univers, nous faisons référence à des objets qui s'éloigne l'un de l'autre à une certaine vitesse et non que l'espace (le vide sidérale mettons) lui-même est en expansion comme s'il gonflait... ?

Justement pas. La confusion autour de la théorie de l'expansion universelle vient de ce qu'on la surnomme à tort la théorie du Big Bang.

L’expression « Big Bang » vient de l’astronome britannique Sir Fred Hoyle, qui l’emploie pour la première fois le 28 mars 1949, lors d’une émission de radio de la BBC. Opposé alors à la théorie de l’expansion universelle (il la rejettera d’ailleurs jusqu’à sa mort, en 2001) il estime qu’elle exige un commencement à l’univers et qu’elle fournit ainsi un argument de poids à ceux qui y voient une preuve soutenant le concept du Dieu Créateur.

En compagnie de Thomas Gold et de Hermann Bondi, Hoyle s’emploie plutôt à développer une théorie rivale, celle dite de l’État stationnaire. Selon cette théorie, le cosmos peut toujours être en expansion, mais la masse volumique de l’Univers reste constante, grâce à la création continuelle de matière dans les vides produits par l’expansion. Dans cette perspective, l’Univers en expansion n’a jamais connu de commencement ultradense; il existe depuis toujours et durera éternellement. Cette théorie est aujourd’hui abandonnée, du fait que la plupart des observations astronomiques au vingtième siècle ont toutes favorisé celle de l’expansion universelle.

Plusieurs partisans de la théorie de l’expansion universelle reprocheront à Hoyle par la suite son expression malheureuse, voire péjorative, indigne du débat académique, puisqu’elle jetait le discrédit sur ces adversaires plutôt que de favoriser un débat serein entre des théories rivales. Son destin inattendu sera encore plus néfaste: adoptée par les opposants autant que par certains partisans de la théorie de l’expansion universelle, l'expression Big Bang fera naître avec les années l’idée, totalement erronée, que l’expansion universelle découle d’une explosion primordiale.

En effet, si les objets célestes que sont les galaxies et les super amas de galaxies s’éloignent les uns des autres, ce n’est pas en raison d’une énergie cinétique qui les propulse vers les confins d'un espace infini, à l’image des fragments dispersés par l’explosion d’une bombe. Pour comprendre le vrai phénomène, on recourt généralement à l’analogie du ballon latex dégonflé (la baloune au Québec), sur lequel on trace des points au crayon feutre, représentant les objets célestes. En le gonflant, ces points vont s’éloigner les uns des autres, non parce que chacun possède une énergie cinétique qui l’éloigne de ses voisins, mais parce que le volume du ballon latex augmente et fait s’éloigner les points à la surface du ballon. Le ballon représente, lui, le continuum espace-temps de la théorie de la relativité d’Einstein, et dont la seule présence de la matière suffit à provoquer l’expansion.

La difficulté de comprendre la théorie de l'expansion universelle, c'est que c'est bien l'espace qui gonfle... dans rien! Si le volume de l'univers augmente, notre cerveau d'humain n'arrive pas à se figurer que cet espace grandissant puisse ne pas s'agrandir dans un autre espace.