Du début des temps…

Andromède

Andromède, la galaxie spirale la plus proche de notre propre Voie lactée.

Le titre porte déjà en lui un engagement tautologique même s’il se pose la question de l’origine du temps. L’Univers a-t-il eu un début comme on se plait souvent à le soutenir dans le conscient collectif. Tout le monde a une idée plus ou moins construite de ce que l’on entend par le Big Bang. Il y a pourtant des raccourcis simplifiants qui apparaissent ici et là sachant qu’à la base ce terme fut très mal choisi car très réducteur.

En effet, en cosmologie depuis la première moitié du 20ème siècle, l’idée d’un commencement a pu germé grâce à l’avénement de théories permettant d’expliquer la gravité à grande échelle. La théorie de la gravitation universelle proposée par Newton s’est vue amendée et généralisée par Einstein qui a proposé un cadre plus complet à la définition du temps et de l’espace. Ce nouveau cadre fut enivrant et il a permis notamment à des générations de physiciens d’imaginer d’autres desseins à notre Univers. Après le fixisme éternel attribué à l’Univers a contrario des cosmogonies anciennes, les équations de la Relativité Générale proposées en 1915 furent une révélation et leur étude a effectivement conduit la physique dans une extrapolation en remontant le temps en direction d’un moment initial autour duquel, on estime maintenant que les dimensions spatiales étaient nulles, la densité de matière infinie et la température infinie. Ce « moment initial » est une singularité au regard des mathématiques.

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Ce qui est concevable en Mathématiques ne l’est pas nécessairement en Physique. Comment accepter pour argent comptant, un univers aux dimensions nulles pour la matière et une température infinie? Il semble bien que si on se contente avec beaucoup de respect des équations d’Einstein, tout cela se passe bien jusqu’à une limite très proche de cette singularité mais qui n’est pas encore la singularité et que l’on appelle, le mur de Planck. Au delà de ce mur les équations de la Relativité Générale décrochent et les prédictions ne sont plus possibles. Les effets quantiques ne sont plus négligeables au regard de la gravité qui n’a plus de cadre unique pour fonctionner.

Comment appréhender cela? Depuis une quarantaine d’années, la cosmologie a avancé. Des théoriciens physiciens se basant notamment sur le modèle standard des particules qui semble se confirmer aujourd’hui ont proposé plusieurs pistes théoriques prédictives. Ces théories impossibles à prouver actuellement offrent un cadre susceptible d’expliquer les événements au-delà du mur de Planck. La gravité quantique à boucles, la théorie des cordes, des super-cordes, les théories brannaires, les univers bulles, les multivers… sont toutes candidates à la grande unification en physique pour rapprocher définitivement les théories quantiques de la matière de la théorie de la Relativité Générale de la gravitation. Sont-elles correctes? Nulle ne le sait pour l’instant. Sont-elles testables? Non actuellement car les expériences nécessaires pour les tester nécessitent des niveaux d’énergie impossibles à atteindre dans les accélérateurs de particules. Des observations de l’Univers dans son passé permettent semble-t-il de les considérer comme respectables.

Par ailleurs, ce qui est remarquable, c’est que ces théories pourtant différentes sur leurs idées fondamentales arrivent toutes à un constat très étonnant et prenant. Si on les laisse s’exprimer les équations au-delà de ce fameux mur de Planck, toutes prédisent que la singularité s’efface et n’existe plus. Comment interpréter ce constat interpellant?

Nous sommes face à des difficultés pour imaginer les choses. S’il y a un début et donc une « singularité », se pose la question de la cause. Comment définir une origine à toute chose sans imaginer autre chose qui pourrait être la cause de cette origine? Mais s’il y a cause alors ce n’est pas une véritable origine. Si la singularité n’a pas existé, alors qui avait-il avant cette expansion de « notre » Univers? Se pourrait-il qu’il n’y ait jamais eu de début? Auquel cas, est-ce que cette possibilité est testable voir même imaginable? L’Univers ne serait-il pas la conséquence de l’effondrement d’un Univers « précédent »?

Il faut reconnaître que les réponses possibles sont à l’heure actuelle des spéculations. Mais à ce titre, ne seraient-elles pas acceptables, respectables et prédictives? L’avenir pourra peut-être nous permettre d’en tester certaines au travers de quelques observations particulières du rayonnement fossile fin. Soyons positif, même si il n’y a pas de réponse absolue, on peut espérer des développements étonnants dans cette quête de l’infini. C’est dans nos gènes d’espèce vivante de se projeter dans ce type de renoncement. Jamais rien n’est garanti et c’est cela qui est grisant.

RH