Que s'est-il passé avant le Big Bang?

  • Cameron Merritt
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Le Big Bang est généralement considéré comme le début de tout: il y a environ 13,8 milliards d'années, l'univers observable boom et élargi pour être.

Mais à quoi ressemblaient les choses avant le Big Bang?

Réponse courte: nous ne savons pas. Réponse longue: cela aurait pu être beaucoup de choses, chacune à sa manière. [Quelle est l'ampleur de la Voie lactée?]

Au début

La première chose à comprendre est ce qu'était réellement le Big Bang.

"Le Big Bang est un moment dans le temps, pas un point dans l'espace", a déclaré Sean Carroll, physicien théoricien au California Institute of Technology et auteur de "The Big Picture: Sur les origines de la vie, le sens et l'univers lui-même" (Dutton, 2016).

Ainsi, il est possible que l'univers du Big Bang soit minuscule ou infiniment grand, a déclaré Carroll, car il n'y a aucun moyen de revenir dans le temps sur ce que nous ne pouvons même pas voir aujourd'hui. Tout ce que nous savons vraiment, c'est que c'était très, très dense et que très vite il est devenu moins dense.

En corollaire, il n'y a vraiment rien en dehors de l'univers, car l'univers est, par définition, tout. Donc, au Big Bang, tout était plus dense et plus chaud qu'aujourd'hui, mais il n'y avait pas plus de «dehors» qu'il n'y en a aujourd'hui. Aussi tentant que ce soit d'adopter une vision divine et d'imaginer que vous pourriez vous tenir dans le vide et regarder l'univers du bébé froissé juste avant le Big Bang, ce serait impossible, a déclaré Carroll. L'univers ne s'est pas étendu dans l'espace; l'espace lui-même s'est agrandi.

"Peu importe où vous vous trouvez dans l'univers, si vous remontez à 14 milliards d'années, vous arrivez à ce point où il faisait extrêmement chaud, dense et en expansion rapide", a-t-il déclaré..

Personne ne sait exactement ce qui se passait dans l'univers jusqu'à 1 seconde après le Big Bang, lorsque l'univers s'est suffisamment refroidi pour que les protons et les neutrons entrent en collision et se collent ensemble. De nombreux scientifiques pensent que l'univers est passé par un processus d'expansion exponentielle appelé inflation pendant cette première seconde. Cela aurait lissé le tissu de l'espace-temps et pourrait expliquer pourquoi la matière est si uniformément répartie dans l'univers aujourd'hui..

Avant le bang

Il est possible qu'avant le Big Bang, l'univers était une étendue infinie d'un matériau ultra-chaud et dense, persistant dans un état stable jusqu'à ce que, pour une raison quelconque, le Big Bang se produise. Cet univers extra-dense a peut-être été régi par la mécanique quantique, la physique de la très petite échelle, a déclaré Carroll. Le Big Bang aurait donc représenté le moment où la physique classique a pris le relais comme le principal moteur de l'évolution de l'univers. [Qu'est-ce que la mécanique quantique?]

Pour Stephen Hawking, ce moment était tout ce qui comptait: avant le Big Bang, a-t-il dit, les événements sont incommensurables et donc indéfinis. Hawking a appelé cela la proposition sans limite: le temps et l'espace, dit-il, sont finis, mais ils n'ont pas de frontières ou de points de départ ou d'arrivée, de la même manière que la planète Terre est finie mais n'a pas de bord.

"Étant donné que les événements avant le Big Bang n'ont pas de conséquences d'observation, autant les écarter de la théorie et dire que le temps a commencé au Big Bang", a-t-il déclaré dans une interview à l'émission National Geographic "StarTalk" en 2018..

Ou peut-être qu'il y avait autre chose avant le Big Bang qui méritait d'être réfléchi. Une idée est que le Big Bang n'est pas le début des temps, mais plutôt un moment de symétrie. Dans cette idée, avant le Big Bang, il y avait un autre univers, identique à celui-ci mais avec une entropie croissante vers le passé plutôt que vers le futur.

L'entropie croissante, ou le désordre croissant dans un système, est essentiellement la flèche du temps, a déclaré Carroll, donc dans cet univers miroir, le temps serait à l'opposé du temps dans l'univers moderne et notre univers serait dans le passé. Les partisans de cette théorie suggèrent également que d'autres propriétés de l'univers seraient inversées dans cet univers miroir. Par exemple, le physicien David Sloan a écrit dans le blog scientifique de l'Université d'Oxford, les asymétries dans les molécules et les ions (appelées chiralités) seraient dans des orientations opposées à ce qu'elles sont dans notre univers..

Une théorie connexe soutient que le Big Bang n'était pas le début de tout, mais plutôt un moment dans le temps où l'univers est passé d'une période de contraction à une période d'expansion. Cette notion de "Big Bounce" suggère qu'il pourrait y avoir des Big Bangs infinis alors que l'univers se dilate, se contracte et se développe à nouveau. Le problème avec ces idées, a déclaré Carroll, est qu'il n'y a aucune explication pour pourquoi ou comment un univers en expansion se contracterait et reviendrait à un état de faible entropie..

Carroll et sa collègue Jennifer Chen ont leur propre vision d'avant le Big Bang. En 2004, les physiciens ont suggéré que peut-être l'univers tel que nous le connaissons est la progéniture d'un univers parent dont un peu d'espace-temps s'est arraché.

C'est comme un noyau radioactif en décomposition, a déclaré Carroll: Quand un noyau se désintègre, il crache une particule alpha ou bêta. L'univers parent pourrait faire la même chose, sauf qu'au lieu de particules, il crache des univers de bébé, peut-être à l'infini. "C'est juste une fluctuation quantique qui permet que cela se produise", a déclaré Carroll. Ces univers de bébé sont «des univers littéralement parallèles», a déclaré Carroll, et n'interagissent ni ne s'influencent mutuellement..

Si tout cela semble plutôt trippant, c'est - parce que les scientifiques n'ont pas encore de moyen de regarder en arrière même l'instant du Big Bang, et encore moins ce qui l'a précédé. Il y a cependant de la place à explorer, a déclaré Carroll. La détection des ondes gravitationnelles de puissantes collisions galactiques en 2015 ouvre la possibilité que ces ondes puissent être utilisées pour résoudre des mystères fondamentaux sur l'expansion des univers dans cette première seconde cruciale..

Les physiciens théoriques ont également du travail à faire, a déclaré Carroll, comme faire des prédictions plus précises sur le fonctionnement des forces quantiques comme la gravité quantique..

"Nous ne savons même pas ce que nous recherchons", a déclaré Carroll, "jusqu'à ce que nous ayons une théorie."

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Publié à l'origine le .




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