Il y a quelque chose comme 13,8 milliards d’années, toute l’énergie de l’univers était condensée en un seul point. Jusqu’à ce que tout à coup ce ne soit plus le cas. La détonation qui en a résulté a été l’explosion la plus massive de toute l’histoire de l’univers, mais à partir de là, l’énergie s’est formée dans toute la matière, les atomes, les molécules, les planètes et toute la vie sur Terre.
C’est la théorie du Big Bang, un modèle qui explique une grande partie de ce que nous observons lorsque nous regardons l’univers. Entre toutes les étoiles, les galaxies et les nuages de gaz se trouve le rayonnement de fond cosmique – un résidu de chaleur du Big Bang, qui est encore faiblement visible aujourd’hui, et est l’une des preuves les plus flagrantes que l’univers a commencé à partir d’un seul point. Des mesures utilisant plusieurs outils différents, y compris des satellites et des télescopes, indiquent que ce résidu est cohérent avec les modèles d’une naissance explosive de notre univers.
Même Albert Einstein a joué avec l’idée d’un univers qui jaillit d’avant en arrière, mourant et s’étendant, encore et encore.
L’univers est toujours en expansion, à un rythme de 73 kilomètres par seconde par mégaparsec, une métrique connue sous le nom de constante de Hubble. Vous pouvez imaginer comment cela fonctionne en imaginant deux points sur un ballon. Au fur et à mesure que le ballon est gonflé, la distance entre les deux points augmente ; remplissez le ballon de points, et tout semble s’éloigner de tout le reste au fil du temps à mesure que le ballon se gonfle. Si l’univers est le ballon et les points sont des galaxies, c’est une bonne métaphore de la façon dont notre univers change avec le temps.
De nombreux scientifiques prédisent que dans des dizaines de milliers de milliards d’années, l’univers finira par s’essouffler et “geler”. Ce sera la mort par la chaleur de l’univers. Également connue sous le nom de Big Freeze, cette théorie décrit le destin ultime de l’univers à l’approche de l’entropie maximale. Lorsque ce seuil est atteint, il n’y a plus d’énergie thermique ni de chaleur. Les étoiles ne peuvent pas subir de fusion nucléaire, donc aucune vie ne peut exister.
Mais une alternative intrigante, même si elle n’a pas beaucoup de poids scientifique, est qu’avant que tout ne gèle, l’univers pourrait retomber – toutes les galaxies s’agglutinant, tourbillonnant de plus en plus près à la place, jusqu’à ce qu’il se compacte à nouveau jusqu’à un certain point. . Les astronomes l’appellent le Big Crunch. (Big Bang, Big Crunch… Je sens un thème ici.) Dans un futur lointain, alors que tout se condense, se resserre de plus en plus, cela pourrait à nouveau créer les conditions d’un Big Bang.
C’est la prémisse de base derrière la théorie de l’univers cyclique ou oscillant, qui remonte en fait aux années 1930. Même Albert Einstein a joué avec l’idée d’un univers qui jaillit d’avant en arrière, mourant et s’étendant, encore et encore. Un peu comme la comédie romantique de 1993 “Groundhog Day”, mettant en vedette Bill Murray dans le rôle d’un météorologue coincé dans une boucle temporelle, revivant le même jour encore et encore, notre univers pourrait parcourir à plusieurs reprises différentes itérations. Crunch, bang, crunch, bang.
À cette époque, Richard Chace Tolman, un physicien et cosmologiste américain, a été le premier à vraiment populariser cette idée, mais il a d’abord cherché à la réfuter. Au début du 20e siècle, la théorie du Big Bang n’était pas courante. La plupart des gens croyaient que l’univers avait toujours été là et qu’il le serait toujours. En fait, pendant de nombreuses années, “Big Bang” a été utilisé avec dérision, une façon de rejeter à quel point l’idée était ridicule pour les astronomes. Mais Tolman a remarqué que le rapport de l’hydrogène et de l’hélium – les deux éléments les plus abondants dans l’univers – n’aurait pas pu se produire dans un univers statique. Une explosion a probablement donné le coup d’envoi.
En 1934, Tolman a publié son livre “Relativité, thermodynamique et cosmologie”, inspiré en partie par les descriptions d’un modèle d’univers en expansion proposé pour la première fois par Edwin Hubble en 1929. Lui et Hubble ont en fait publié ensemble une fois, un article décrivant l’expansion du univers. Il est tout à fait clair que les étoiles et les galaxies se déploient comme dans notre métaphore du ballon. Ce qui était moins clair pour Tolman et d’autres astronomes était de savoir si oui ou non la gravité finirait par rassembler l’univers. “Il a pris très au sérieux la possibilité d’un univers oscillant”, a déclaré une biographie de Tolman.
Au fur et à mesure que le Big Bang est devenu une théorie scientifique acceptée, la théorie de l’univers oscillant s’est estompée. Mais certains physiciens, comme Paul Steinhardt et Neil Turok, ont repris l’idée, l’ont quelque peu modifiée et lui ont donné une nouvelle vie. Une partie centrale de la théorie mise à jour concerne l’énergie noire, un aspect mystérieux et pas entièrement compris de l’univers qui est considéré comme la force motrice de notre univers en expansion.
Dans leur livre de 2007 “Endless Universe: Beyond the Big Bang”, Steinhardt et Turok décrivent comment ils sont tombés sur cette théorie en postulant que l’énergie noire aurait pu exister avant le Big Bang et qu’elle est si puissante qu’elle finira par rassembler l’univers en utilisant un mouvement “ressemblant à un ressort” qui étire les “branes”, un terme utilisé en physique théorique pour décrire un type de structure dans l’univers.
Si cela était vrai, cela signifie que notre univers est sur une boucle apparemment sans fin, une version cosmique de Groundhog Day sur un rythme s’étendant sur des milliards, voire des billions d’années.
“L’énergie potentielle ne serait à nouveau perceptible qu’après neuf milliards d’années d’expansion et que la densité de matière et de rayonnement soit tombée en dessous de l’énergie potentielle”, ont écrit Steinhardt et Turok. “Ce n’est qu’alors que l’énergie potentielle printanière reprendrait le dessus, tout comme elle le faisait avant le bang. Une fois de plus, elle agirait comme une source d’énergie noire qui accélère l’étirement des branes, exactement ce à quoi nous assistons aujourd’hui. ..”
“Bien sûr, si cela pouvait arriver une fois, rien n’empêcherait tout le processus de se reproduire, encore et encore. La détonation pourrait continuer indéfiniment”, ont poursuivi Steinhardt et Turok. “Soudain et par inadvertance, nous avions ravivé une idée ancienne dont on nous avait enseigné qu’elle était impossible : un univers cyclique.”
Si cela était vrai, cela signifie que notre univers est sur une boucle apparemment sans fin, une version cosmique de Groundhog Day sur un rythme s’étendant sur des milliards, voire des billions d’années. Néanmoins, la théorie n’est pas largement acceptée dans la science. Il serait assez difficile de tester la théorie de l’univers oscillant, car aucune information ne survivrait probablement à un cycle à travers un Big Bang ou un Big Crunch, bien que le physicien mathématicien Roger Penrose ait soutenu que les trous noirs des univers précédents auraient peut-être survécu à la transition.
Il existe de nombreux modèles de l’univers, mais pour qu’un modèle soit utile, il doit être testable. La théorie du Big Bang est le meilleur modèle que nous ayons de l’univers entier, comment il s’est formé et où il va. Cela pourrait être totalement faux, mais bonne chance pour le réfuter. Mais jusqu’à ce que nous en sachions plus sur l’énergie noire – sans doute la plus mystérieuse de la matière et de l’énergie constitutives de l’univers – nous n’aurons peut-être pas suffisamment de preuves indiquant un cycle répétitif de mort et de renaissance universelles.
Mais curieusement, il peut y avoir d’autres univers avec différentes constantes fondamentales qui ont une qualité cyclique. Bien sûr, l’existence d’autres univers exigerait que la théorie du multivers soit réelle. Incidemment, bien qu’il y ait des aspects de notre univers qui laissent entendre que nous vivons peut-être dans un multivers, cela non plus n’est pas prouvable.
