Une théorie scientifique qui tente d’expliquer ce qu’était l’existence avant le big bang pourrait avoir une faille fatale.
Certains théoriciens ont suggéré que l’univers se dilate et se contracte dans des cycles sans fin. Cela signifierait que l’univers n’a ni début ni fin, mais qu’il croît vers le futur et se contracte vers le passé.
Si cette théorie est séduisante car elle signifie que le temps n’a pas besoin d’avoir un “début”, de nouvelles recherches suggèrent que ce modèle d’univers “rebondissant” pourrait ne pas être exact.
“Les gens ont proposé des univers rebondissants pour rendre l’univers infini dans le passé, mais ce que nous montrons, c’est que l’un des types les plus récents de ces modèles ne fonctionne pas”, explique le professeur Will Kinney, physicien au College of Arts and Sciences de l’UB.
“Dans ce nouveau type de modèle, qui s’attaque aux problèmes d’entropie, même si l’univers a des cycles, il doit quand même avoir un début.”
Plutôt qu’un univers qui se dilate et se contracte, le professeur Kinney suggère que l’univers primitif a connu une période d’expansion rapide à partir d’une singularité qui a ensuite été suivie du big bang, lequel a formé des éléments primordiaux qui ont ensuite donné naissance à des galaxies, des étoiles et des planètes.
C’est ce qu’on appelle l’inflation cosmique qui, bien qu’elle soit une théorie de premier plan, n’explique pas ce qui s’est passé avant la singularité ni les conditions nécessaires à sa réalisation.
Alors qu’un univers cyclique éviterait de répondre à ces questions, le professeur Kinney affirme que l’on sait depuis près d’un siècle que ce modèle ne fonctionne pas. “Le désordre, ou l’entropie, s’accumule dans l’univers au fil du temps, de sorte que chaque cycle est différent du précédent. Ce n’est pas vraiment cyclique”, dit-il.
“Un modèle cyclique récent contourne ce problème d’accumulation d’entropie en proposant que l’univers se dilate énormément à chaque cycle, ce qui dilue l’entropie. On étire tout pour se débarrasser des structures cosmiques telles que les trous noirs, ce qui ramène l’univers à son état homogène d’origine avant qu’un autre rebondissement ne commence.
“Mais … en résolvant le problème de l’entropie, vous créez une situation où l’univers a dû avoir un début. Notre preuve montre en général que tout modèle cyclique qui supprime l’entropie par expansion doit avoir un commencement.”
Il existe un modèle cyclique qui tient encore la route : celui proposé par Roger Penrose, un physicien lauréat du prix Nobel qui a travaillé avec Stephen Hawking, qui suggère que l’univers s’étend infiniment à chaque cycle. “Nous travaillons sur ce modèle”, a déclaré le professeur Kinney.
L’étude, financée par la National Science Foundation, est décrite dans un article paru dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, intitulé “Cyclic cosmology and geodesic completeness”.
