Pas de Big Bang : notre Univers est-il le résultat d’un précédent ?


Dans un article publié dans la revue The Astrophysical Journal Letters, les auteurs affirment qu’un signal – connu sous le nom de fond cosmologique de gravitons (CGB) – peut être détecté et pourrait réfuter le Big Bang.

L’inflation cosmique est l’expansion exponentielle de l’espace-temps au début de l’Univers. C’est ce que les scientifiques entendent lorsqu’ils parlent du Big Bang. Mais que se passerait-il si nous pouvions l’exclure ? Et si nous pouvions le faire sans même faire d’hypothèses ?

Un signal clair et sans ambiguïté dans le cosmos pourrait éliminer l’inflation comme une possibilité. C’est ce qu’affirment des astrophysiciens de l’université de Cambridge, de l’université de Trente et de l’université de Harvard. Dans un article publié dans la revue The Astrophysical Journal Letters, les auteurs affirment que ce signal – connu sous le nom de fond cosmologique de gravitons (cosmic graviton background, CGB) – peut être détecté, mais que des défis techniques et scientifiques restent à relever.

Selon le premier auteur de l’article, le Dr Sunny Vagnozzi, de l’Institut Kavli de cosmologie de Cambridge, actuellement à l’université de Trente, l’inflation explique plusieurs problèmes de réglage fin du modèle dit du “big bang chaud”. En outre, les fluctuations quantiques expliquent l’origine de la structure de notre Univers. “Cependant, la grande flexibilité dont font preuve les modèles possibles d’inflation cosmique, qui couvrent un paysage illimité de résultats cosmologiques, fait craindre que l’inflation cosmique ne soit pas falsifiable. Même si des modèles inflationnistes individuels peuvent être écartés. Est-il possible en principe de tester l’inflation cosmique d’une manière indépendante du modèle ?”

Fond diffus cosmologique

Lorsque le satellite Planck a mesuré pour la première fois le fond diffus cosmologique (FDC), connu comme la plus ancienne source de lumière de l’Univers, certains scientifiques ont mis en doute la possibilité d’une inflation cosmique. Selon le professeur Avi Loeb, coauteur de l’article de Vagnozzi, les résultats de Planck ont été présentés comme la preuve de l’inflation cosmique au moment de leur annonce. Il est toutefois possible que les résultats prouvent en fait le contraire.

Tout comme Anna Ijjas et Paul Steinhardt, Loeb pense que les résultats de Planck montrent que l’inflation pose plus de problèmes qu’elle n’en résout. Cela signifiait qu’il fallait envisager une théorie radicalement différente sur l’origine de l’Univers. Par exemple, peut-être que l’Univers n’a pas commencé à la suite d’un bang. Peut-être a-t-il commencé à la suite d’un rebondissement d’un univers antérieur en contraction. Planck a publié des cartes du FDC représentant 100 millions d’années avant la formation des premières étoiles, soit la période la plus ancienne de l’Univers que nous sommes capables de voir. Il nous est impossible de voir plus loin.

Selon Loeb, le bord de l’Univers se situe à la distance qu’un signal voyageant à la vitesse de la lumière aurait pu parcourir en 13,8 milliards d’années depuis la naissance de l’univers. “Actuellement, le bord de l’Univers est situé à 46,5 milliards d’années-lumière en raison de l’expansion de l’Univers. Notre volume sphérique à l’intérieur de cette frontière est comme une fouille archéologique dans laquelle nous découvrons des couches de l’histoire cosmique qui remontent jusqu’au Big Bang. C’est l’horizon ultime de notre Univers. Il est impossible de prédire ce qui se trouve au-delà de cet horizon”, a expliqué M. Loeb.

Les origines de l’Univers

Il pourrait être possible de mieux comprendre les origines de l’Univers en étudiant les neutrinos, qui représentent la majorité de la masse de l’Univers. La température de l’Univers à dix milliards de degrés a permis aux neutrinos de se déplacer librement sans se disperser peu après le Big Bang. “L’Univers actuel doit être rempli de reliques de neutrinos de cette époque”, a déclaré Vagnozzi. Vagnozzi et Loeb affirment qu’il est possible de remonter encore plus loin en suivant la trace des gravitons, des particules qui servent de médiateurs à la force de gravité.

“L’Univers était transparent aux gravitons jusqu’à l’instant le plus précoce tracé par la physique connue. On l’appelle le temps de Planck : 10 puissance -43 secondes, lorsque la température était la plus élevée possible : 10 puissance 32 degrés”, a déclaré Loeb. “Une bonne compréhension de ce qui a précédé nécessite une théorie prédictive de la gravité quantique, que nous ne possédons pas.” Lorsque les gravitons pouvaient voyager librement dans l’Univers sans se disperser, Vagnozzi et Loeb pensent qu’un fond relique de rayonnement gravitationnel thermique dont la température est légèrement inférieure à un degré au-dessus du zéro absolu aurait dû se former : le fond cosmologique de gravitons (CGB).

Le Big Bang et le CGB

La théorie du Big Bang, cependant, ne concorde pas avec l’existence du CGB. En raison de l’inflation exponentielle, les reliques comme le CGB ont été diluées au point d’être indétectables. En détectant le CGB, on pourrait prouver que l’inflation cosmique n’existe pas, et donc l’exclure. Il est possible de réaliser un tel test à l’avenir, et le CGB peut, en théorie, être détecté, selon Vagnozzi et Loeb. En plus des fonds de rayonnement micro-ondes et neutrinos, le CGB contribue au bilan du rayonnement cosmique. Les sondes cosmologiques de la prochaine génération pourraient fournir la première mesure indirecte du CGB. Cela se ferait en détectant son effet sur le taux d’expansion cosmique de l’Univers primitif.

Si l’on détecte un fond d’ondes gravitationnelles à haute fréquence, avec des pics aux alentours de 100 GHz, il s’agirait d’un “pistolet fumant” pour détecter le CGB. Cette détection serait extrêmement difficile et nécessiterait des avancées technologiques substantielles dans le domaine des gyrotrons et des aimants supraconducteurs. Malgré cela, des recherches futures pourraient permettre d’identifier ce signal, affirment les chercheurs.

Lire aussi : Il pourrait y avoir un « anti-univers » remontant le temps avant le Big Bang

Source : Curiosmos – Traduit par Anguille sous roche


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1 réponse

  1. demzar dit :

    en fait le temps est une invention de l’Homme.
    il n’a pas d’existence en soit.

    les biais cognitif partent de cette hypothèse.

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