Le Big bang !

 et-le-big-bang-fit-tout-exploser,M25417Depuis plus d’un demi siècle le Big-bang et la théorie de la relativité générale qui l’accompagne font rêver jeunes et vieux, scientifiques et profanes.

 Plus qu’une théorie scientifique c’est un concept qui a marqué le XXème  siècle en influençant nos philosophes et notre culture.

 Est-ce la sphère scientifique qui découvrant ce concept a modelé une nouvelle conscience collective de notre environnement ou est-ce l’évolution de nos consciences qui a permis à la sphère scientifique d’inventer ce concept. En bref, la science est-elle issue de l’humanité ou l’humanité moderne est-elle issue de la science ?

 C’est donc un vaste sujet que je vous propose d’aborder.

 

POURQUOI « BIG-BANG » ?

Dans les années 50,  Fred Hoyle (inventeur du modèle de l’état stationnaire ) voulant se moquer de la théorie de la relativité et de l’interprétation faite par Gamov baptisa la théorie expansionniste de l’univers « théorie du Big-bang ». Loin de la ridiculiser il venait de consacrer cette théorie émergente qui reste la plus probable des théories cosmologiques à ce jour.

DÉFINITION

 Le Big-bang est une singularité physique (comme la vitesse de la lumière ou le zéro Kelvin absolu), et on ne sait définir le Big-bang que par ses effets : 

Une fraction infinitésimale de seconde après le « Big-bang », toutes les particules ainsi que leurs interactions étaient indiscernables. Lors de transitions de phases, suivies de brisures de symétries, matière, rayonnement et espace-temps, par leurs démographies, leur géométrie, ainsi que par leurs interactions, ont dessiné notre Univers avec ses diverses structures : galaxies, étoiles, planètes, et êtres vivants.

 PETITE HISTOIRE DE LA COSMOLOGIE

Les réflexions sur l’existence de l’Univers, ont été nombreuses au cours du temps. Les religions Juives, chrétiennes et musulmanes affirmaient que l’Univers avait été créé dans un passé, mais un passé pas très loin de leur époque. Certains, en travaillant sur l’ancien Testament, attribuaient le début de l’Univers en l’an 4,000 avant Jésus-Christ.

  A une époque ou l’on voulait comprendre la mécanique céleste sans lien avec les religions, la vision d’un Univers statique et immuable était « confortable » :  le philosophe grec Aristote en a fait un postulat scientifique.

Ce concept a bloqué l’évolution scientifique pendant plusieurs siècles – voir ou décrire autre chose qu’un ciel immuable était inconcevable pour nos civilisations « occidentales » : Personne n’a vu en occident la supernovæ M1 du taureau (devenue nébuleuse du Crabe)… alors qu’en Chine cet événement a été très largement décrit et commenté.

 Au XIXème siècle, on commençait à s’apercevoir que l’Univers devait avoir changé au cours du temps. Les géologues, par exemple, attribuaient, aux roches terrestres et aux fossiles, des âges qui se chiffraient en milliers et en millions d’années. Puis, au début du XXème siècle deux nouvelles théories, la mécanique quantique et la relativité restreinte, ont révolutionné le monde de la physique. La mécanique quantique décrit le comportement de la matière à des échelles très petites. La relativité restreinte, elle, a bouleversé notre entendement normal avec la vitesse de la lumière comme vitesse invariante, et il fallait dès lors, abandonner l’idée selon laquelle le temps est absolu.

Un peu plus tard, en 1915, Einstein, sans ordinateurs, sans technologie moderne, sans subventions, avec seulement la puissance de son cerveau, formula la théorie de la relativité générale. L’équivalence entre la masse « pesante » et la masse d’inertie en est le principe de base. Cette théorie pouvait aussi décrire le comportement de l’Univers. Le « Big-bang » est, en fait, un des nombreux « enfants » de la relativité générale.

Dans ses équations, Einstein était fort embarrassé par un élément qui faisait « évoluer » l’Univers. Ses équations lui disaient que l’univers ne pouvait être statique. Selon sa densité, l’Univers devait soit se contracter ou soit se dilater. L’idée d’un Univers dynamique ne plaisait pas à Einstein(*), alors il décida de ne pas « écouter » ses équations. Il leur ajouta un terme mathématique, pour revenir à un Univers statique.

(*) Einstein était resté emprunt de culture judéo-chrétienne et du postulat d’Aristote en admettant une évolution « locale » (géologique) dans un Univers « Éternel ». Pour les même raisons il n’admet pas les théories quantiques (« Dieu ne joue pas aux dés »).

L’histoire lui a donné tort. S’il avait « écouté » ses équations, Einstein aurait pu prédire l’expansion de l’Univers 15 ans avant Hubble.

La découverte de l’expansion de l’Univers par Edwin P.Hubble en 1929, et la découverte en 1965 par Penzias et Wilson du rayonnement fossile, relique de la lumière des premiers temps de l’univers, ont donné une victoire à la théorie du « Big-bang » sur les théories de l’état statique de l’Univers. Selon cette théorie, l’Univers aurait évolué à partir d’un état ultra-dense et ultra-chaud, dans un passé qui se situe autour de 12 milliards d’années.

 Après cette présentation un peu statique, je vous promet un voyage mouvementé dans le temps à la recherche de nos origines.

PAGES SUIVANTES :

  1.  Du Big-bang aux galaxies – Voyage dans le temps

  2. Du Big-bang aux galaxies – La Jeunesse de l’univers

  3. La Genèse de l’Univers

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