« Un Univers antérieur au nôtre est-il possible ? »

La théorie du Big Bang est la plus connue et la plus largement acceptée pour expliquer le commencement et l’évolution de l’Univers, mais elle ne fait pas l’unanimité parmi les scientifiques. Certains, à l’instar du physicien Juliano César Silva Neves, osent imaginer une origine différente.

Neves suggère ici l’élimination pure et simple d’un aspect clé du modèle cosmologique standard : le besoin d’une singularité spatio-temporelle connue sous le nom de Big Bang. L’étude, publiée dans la revue General Relativity and Gravitation, soutient ainsi l’idée que le point de départ de l’expansion de l’Univers ne serait finalement pas un point de départ, et que cette expansion aurait eu lieu après un « état de contraction » extrême, lui-même précédé par une succession éternelle d’expansions et de contractions donnant naissance à une infinité d’univers. C’est la théorie dite des « univers bondissants ». L’idée n’est ici pas nouvelle, et le physicien espère bientôt s’appuyer sur de nouvelles preuves.

L’étude considère ici les solutions aux équations de la relativité générale qui décrivent la géométrie du cosmos et propose ensuite l’introduction d’un « facteur d’échelle ». L’expansion de l’Univers dépend non seulement du temps, mais aussi de l’échelle cosmologique. « Afin de mesurer la vitesse à laquelle l’Univers se développe avec la cosmologie standard dans laquelle il y a un Big Bang, on utilise une fonction mathématique qui ne dépend que du temps cosmologique », explique Neves à Phys.org. « Avec le facteur d’échelle, le Big Bang lui-même, une singularité cosmologique, cesse d’être une condition nécessaire pour que le cosmos puisse commencer l’expansion universelle ». Le terme « singularité » a été utilisé par les cosmologistes pour caractériser l’état cosmologique primordial qui existait il y a 13,8 milliards d’années, lorsque toute la matière et l’énergie étaient comprimées dans un état de densité et de température infinies, où la physique ne s’applique plus.

La théorie du Big Bang prit racine à la fin des années 1920 lorsque l’astronome américain Edwin Hubble découvrit que les galaxies s’éloignaient les unes des autres à des vitesses de plus en plus rapides. Partant de ce principe, si toute la matière s’éloigne, les physiciens peuvent ainsi, par le jeu des calculs, remonter le temps jusqu’au « point de départ ». À partir des années 1940, les scientifiques guidés par la théorie de la relativité générale d’Einstein ont ensuite construit un modèle détaillé de l’évolution de l’Univers depuis ce Big Bang. Le modèle pourrait conduire à trois résultats possibles : l’expansion infinie de l’Univers à des vitesses de plus en plus élevées, la stagnation de l’expansion sur une base permanente ou, un processus de rétraction inversé causé par l’attraction gravitationnelle exercée par la masse de l’Univers, connue sous le nom de Big Crunch.

Pour le chercheur, c’est la troisième option qui prévaut. « L’élimination de la singularité, ou Big Bang, ramène l’Univers rebondissant sur la scène théorique de la cosmologie », explique-t-il. L’absence d’une singularité au début de l’espace-temps ouvre ainsi la possibilité que des vestiges d’une phase de contraction précédente aient résisté au changement de phase et puissent encore être avec nous dans l’expansion continue de l’Univers ». Il poursuit : « Je crois que le Big Bang n’est jamais arrivé ». Pour le chercheur, la réponse se trouve dans les trous noirs. Les traces de cette ancienne contraction pourraient être, selon lui, des trous noirs. « Qui sait, peut-être que des restes de trous noirs datant de l’époque de la fameuse contraction sont présents dans l’expansion en cours ? ».

En d’autres termes, Neves pense que les trous noirs pourraient constituer une preuve irréfutable de sa théorie. Malheureusement, et jusqu’à ce que nous ayons de solides observations, le modèle de l’Univers rebondissant restera sans aucun doute dans le panier des « bonnes idées ».

Vous retrouverez tous les détails de cette étude dans la revue General Relativity and Gravitation.

Sources

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