PRINCIPE DE LA THEORIE DU BIG BANG

ORIGINE DU BIG BANG

 Avant BIG BANG 

Avant le Big Bang, le temps n’existait pas, la matière non plus. Il n’y avait donc rien, aucune de nos 4 dimensions, rien de palpable, rien de vide, rien qui ne bouge. Aucune théorie scientifique ne constitue une description exacte d’un ou de plusieurs phénomènes observés dans la nature. C’est le propre de la science de soumettre des modèles ou des hypothèses qui soient falsifiables. En d’autres termes, toute théorie scientifique qui propose une explication d’un phénomène naturel, doit aussi faire une ou plusieurs prédictions qui peuvent éventuellement être soumises à des tests expérimentaux. Si les prédictions sont validées par des expériences, alors la théorie est confortée… jusqu’au prochain test. L’observation du rayonnement fossile nous a permis de remonter jusqu’à un million d’années du début, la mesure d’abondance de l’hélium jusqu’à quelques secondes de l’origine, à des températures de plusieurs milliards de degrés, et la population de photons et l’absence d’antimatière beaucoup plus tôt encore; peut-on remonter encore plus près de l’origine? Le problème est que la chaleur détruit l’information et la question « Qu’est-ce qu’il y avait avant? » n’a probablement pas de sens, il n’y aurait aucun moyen de s’y aventurer. La cosmologie est sans aucun doute la science dont les implications philosophiques sont les plus importantes. Avec la question du rapport exact de l’esprit et de la matière, quoi de plus fondamentale que celle de l’origine de l’espace, du temps et de la matière qu’ils contiennent ? Pour répondre à toutes ces questions, il faudrait disposer d’une théorie quantique de la gravitation. Les approches les plus prometteuses sont celles de la théorie des cordes et celles de la Gravitation Quantique à Boucles (en anglais Loop Quantum Gravity soit LQG). Martin Bojowald est l’un des pionniers de l’application de cette dernière à la cosmologie et il vient d’exposer dans Nature les derniers résultats qu’il a obtenus. L’Univers pourrait passer périodiquement par des phases d’oscillations avec « rebonds », avec une série sans commencement ni fin de Big Bang et de Big Crunch, un modèle rappelant certaines cosmologies Hindous. Longtemps les trois articles publiés par Albert Einstein [1] en mars 1905 dans la revue Annalen der Physiks ont semé le trouble dans la communauté scientifique. Une petite équation surtout, que tout le monde connaît, même les plus ignares en physique : la fameuse équation posant l’équivalence entre la masse d’une étoile et son énergie E = m Car, désormais, l’astronomie oblige à comprendre des phénomènes qui se déroulent à l’échelle de l’infiniment petit celle du noyau de l’atome, de l’ordre de 10-14 mètre en particulier la source d’énergie des étoiles, découlant de processus se produisant dans l’intimité même de la matière. Et, dans cette matière, on découvre de drôles de choses : d’abord, que l’atome est une sorte de système solaire en miniature, avec des particules (les électrons, chargés négativement) tournant autour d’un noyau central, lui-même formé de grains de matière neutre (les neutrons) ou bien chargés positivement (les protons). 

 Historique Big Bang 

Singularité du début de l’univers. Les pères fondateurs de la théorie du Big Bang sont Alexander Friedman(Russe) en 1922 [2], Georges Lemaître (prêtre catholique belge) en 1927 [3] et George Gamov. Ce terme a été inventé par le physicien anglais Fred Hoyle [4]. Cette théorie cosmologique explique comment l’univers primordial, extrêmement chaud et dense, aurait commencé son existence. Une énorme explosion se serait produite, il y a au environ 15 milliards d’années. En tout point de l’espace, cette explosion aurait marqué le début de l’expansion, qui dure encore. La Théorie du Big Bang de la Cosmologie propose que l’univers ait jailli d’une explosion initiale et on la trouve maintenant presque généralement acceptée ; alors qu’on ne puisse pas dire qu’elle ait été démontrée. Dans tous les cas, comme on ne sait rien de l’avant Big Bang ou supposée explosion initiale, on dit que ce fut une singularité, ou en d’autres termes, qu’on ne sait rien sur sa cause ou son origine. Que soit certaine ou pas la Théorie du Big Bang, dans l’univers ont lieu de grandes explosions comme celles qui donnent naissance aux supernovae et également les très grandes implosions comme les trous noirs, bien qu’elles ne soient pas aussi rapides que les premières. Dernièrement on a aussi accepté que les trous noirs expulsent de grandes quantités de matière à certaines occasions. A ce sujet, le Principe de Conservation Globale de la Théorie d’Équivalence Globale (TEG) propose une équivalence entre la gravité et la masse, comme différents états d’agrégation de la matière en général ou Globus, pour expliquer le phénomène des trous noirs. Les diverses manifestations de l’énergie ne sont pas plus que les propriétés de la matière dans ces états d’agrégation. A son tour, il propose l’existence du phénomène inverse des trous noirs, que l’on pourrait appeler source blanche et qui pourrait nous aider en Cosmologie à comprendre la Théorie du Big Bang plus en profondeur. Fig. 1.1 Nebuleuse Carina NGC 3372(NASA and STScI-Hubble Team) Face à la Théorie du Big Bang on trouve la Théorie de l’Univers Stationnaire. On dira que la Théorie du Tout que suppose la Théorie de l’Équivalence Globale après son développement tant par la Mécanique Globale que par la Dynamique Globale, appuie la Théorie du Big Bang, mais comme origine de l’univers proche (Small Bang). Dans ce sens, il faut comprendre le mot proche dans le contexte d’un univers infini ou si grand qu’il parait infini. Depuis la perspective d’un univers infini de la Théorie de l’Univers Stationnaire, ce serait également admissible mais sans imposer de conditions d’homogénéité, ni altérer le concept de temps ou d’espace dans le sens relativiste. C’est-à-dire qu’il resterait seulement que l’univers entier ni n’apparaît ni ne disparaît mais se trouve en équilibre dynamique à grande échelle. Les sources blanches ou étoiles et les trous noirs impliquent des processus gravitationnels dans la structure de la matière opérant en sens inverse. Ainsi, l’explosion initiale de la Théorie du Big Bang pourrait être une source blanche et non pas l’origine de l’univers entier comme propose cette théorie de la Cosmologie. Il est prévu de créer un petit trou noir avec le nouvel accélérateur de particules LHC (Large Hadron Collider) de Grenoble et dépendant du Centre Européen de Recherche en Physique Nucléaire (CERN) pour mieux connaître les conditions initiales de l’univers. Espérons qu’ils n’arrivent pas à reproduire complètement les conditions initiales que montre la Théorie du Big Bang ! Bien que pour cela il serait nécessaire de compter sur deux trous noirs comme ils sont décrits plus bas, c’est-à-dire, un peu plus grands qu’un proton. Strictement parlant, autant la Théorie du Big Bang comme la Théorie des univers parallèles ne sont pas admissibles du point de vue épistémologique, car du néant, rien ne peut émerger et deux droites parallèles ne se rejoignent pas si on n’applique pas le théorème du point gros. À continuation on commentera la Théorie de l’inflation cosmique sur l’évolution de l’univers dans les moments qui suivirent le Big Bang, comme une source blanche spéciale ou explosion due à la rencontre de deux trous noirs super-massifs de distinctes configurations spatiale, une de nature dextrogyre, l’autre lévogyre.

DEROULEMENT DU BIG BANG 

 Introduction 

La théorie du Big Bang prédit que l’Univers était extrêmement chaude à ses débuts. Modèle du Big Bang repose sur 2 idées clé qui remontent au début du XXe siècle : la Relativité Générale et le Principe Cosmologique. Après l’introduction de la théorie de la relativité générale, un certain nombre de scientifiques, dont Albert Einstein [1], ont essayé d’appliquer la nouvelle dynamique gravitationnelle à l’Univers dans son ensemble. A l’époque, il était nécessaire d’émettre des hypothèses sur la manière dont la matière était distribuée dans l’Univers. L’hypothèse la plus simple est que si vous regardez l’Univers avec une vision assez faible, il aura l’air identique partout et dans toutes les directions. Autrement dit, la matière dans l’Univers est homogène et isotrope en moyenne sur de grandes échelles. On appelle cela le Principe Cosmologique. Cette hypothèse est testée en permanence alors que nous observons la distribution des galaxies sur des échelles encore plus grandes. Le Big Bang est une théorie largement acceptée de l’origine et de l’évolution de notre Univers. Elle postule que, il y a au environ 15 milliards d’années, l’Univers était extrêmement dense et chaud pour ensuite se refroidir progressivement suite à son expansion. Aujourd’hui, nous pouvons voir les vestiges de cette matière qui était autrefois dense et très chaude : il s’agit du fond diffus cosmologique, un rayonnement fossile qui imprègne l’Univers tout entier et qui est visible par les détecteurs de micro-ondes. La première idée clé date de 1916 lorsqu’Einstein a publié sa Théorie de la relativité générale qu’il proposa comme une nouvelle théorie de la gravitation. Sa théorie généralise celle de Isaac Newton (1680) : elle est censée être valable pour les corps en mouvement aussi bien que pour les corps au repos. La gravitation de Newton n’est valable que pour les corps au repos ou se déplaçant très lentement en comparaison de la vitesse de la lumière. Un concept clé de la relativité générale est que la gravitation n’est plus décrite par un champ gravitationnel mais est supposé être une distorsion de l’Espace et du temps. « La matière dit à l’Espace comment se courber et l’Espace dit à la matière comment bouger ». A l’origine, la théorie a pu expliquer les particularités de l’orbite de Mercure et la courbure des rayons du Soleil qui n’avaient pas pu être expliqués par la théorie de gravitation d’Isaac Newton.

Création de l’Univers Sur ce paragraphe on essaye de répondre comment 

Dieu avait créé l’Univers et comment la Science avait expliqué la théorie du Big Bang ? Tout au long du siècle dernier, les débats sur la question de l’origine de l’univers ont fait rage. L’univers a-t-il toujours existé ? Si non, quand a-t-il vu le jour et comment a-t-il été formé ? Lors de la dernière décennie, le télescope spatial Hubble [5] a fourni de nouvelles preuves spectaculaires attestant que notre univers n’a pas toujours existé. L’univers se répand rapidement dans toutes les directions et ne cesse de se dilater. La plupart des hommes de science sont convaincus que l’univers est apparu suite à une explosion qui remonte au moins à quatorze milliards d’années. Au fur et à mesure que les années passent, les preuves qui militent en faveur d’une création deviennent de plus en plus nombreuses, et certains scientifiques les regroupent à l’intérieur d’une théorie dite du « Big Bang ». La science confirme à présent que la matière n’a pas toujours existé. Il est remarquable que même Albert Einstein ait déjà jeté les bases menant à la compréhension de ces faits dans son exposé célèbre sur la « théorie de la relativité générale ». Ce principe physique, maintenant bien établi, a été mis en œuvre pour démontrer mathématiquement que l’univers a bel et bien eu un début, et que toute matière tire son origine d’une source qui ne fait pas partie du monde physique, et qui n’est pas assujettie aux lois qui le régissent. On ne peut parler que d’arguments en faveur (ou en défaveur) de l’existence de Dieu, et non pas de preuves au sens formel du terme. Nos options philosophiques ou métaphysiques nécessitent toujours un « saut de foi » ou « saut Métaphysique » (selon l’expression de Denis Lamoureux), à partir de l’observation du monde qui nous entoure. Faute de le reconnaître, certains athées ont voulu s’approprier certaines découvertes de la science, mais cette erreur se trouve aussi chez certains croyants dits créationnistes (au sens le plus courant du terme, s’attachant à une lecture littérale de la Genèse), ou chez les partisans de l’ « Intelligent Design », qui pensent que l’action divine est détectable scientifiquement. La parole de Dieu nous rappelle sans cesse la nécessité de la foi pour croire et s’approcher de Dieu. Dans Hébreux 11 :3 nous lisons : « L’univers a été formé par la parole de Dieu, en sorte que ce qu’on voit [l’univers] n’a pas été fait de choses visibles [la matière]. » La Bible énonce clairement que l’univers n’a pas été créé de matière préexistante. Cela cadre parfaitement avec les preuves fournies par l’astronomie et la physique. Ainsi donc, si l’univers n’a pas été créé à partir de protomatière, comment a-t-il pu voir le jour ? La science n’a pas de réponse, mais Dieu nous révèle Sa méthode de création : « Il a créé la terre par sa puissance » (Jérémie 10 :12). Dieu a créé la terre et tout l’univers par Sa puissance, Son énergie. Les physiciens nucléaires savent depuis des années que l’on peut, théoriquement, convertir l’énergie en matière et que, inversement, la matière peut être transformée en énergie. C’est ce qui se passe lors de l’explosion d’une bombe nucléaire, lorsqu’une fraction de sa masse disparaît, transformée en énergie.