Le Big Bang a t-il du plomb dans l'aile ? L'univers n'aurait peut être aucun commencement

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Source:  http://www.space.com/28681-theory-no-big-bang.html

 

 

 

Si une nouvelle théorie s'avère être vraie, l'univers peut ne pas avoir commencé avec un bang.

Dans la nouvelle formulation, l'univers n'a jamais été une singularité, ni infiniment petit et ni un point de matière infiniment petit. En fait, l'univers peut ne pas avoir de début du tout.

«Notre théorie suggère que l'âge de l'univers pourrait être infini, " a déclaré le co-auteur de l'étude Saurya Das, physicienne théorique à l'Université de Lethbridge en Alberta, Canada.

Le nouveau concept pourrait également expliquer ce que la matière noire - cette substance mystérieuse et invisible qui constitue la majeure partie de l'univers - est en fait constituée.

Le Big Bang sous le feu

 

Selon la théorie du Big-bang, l'univers est né il y a 13.8 milliard d'années. Toute la matière qui existent aujourd'hui n'était qu'un point infiniment dense, infiniment petit, infiniment chaud appelé une singularité. Cette petite boule de feu explosa qui donna naissance à l'univers.

 

Cette singularité provient des mathématiques de la théorie de la relativité d'Einstein, qui décrit comment la matière déforme l'espace-temps et d'une autre équation (celle de Raychaudhuri) qui prédit si une trajectoire de quelque chose convergera ou divergera en fonction du temps. En remontant le temps, selon ces équations, tout la matière dans l'univers était un unique point appelé la singularité du Big Bang.

Mais cela n'est pas tout à fait vrai. Dans la formulation d'Einstein, les lois de la physique se brisent avant la singularité ne soit atteinte. Mais les scientifiques d'extrapolent en admettant que les équations de la physique tiennent toujours, a déclaré Robert Brandenberger, cosmologiste théorique à l'Université McGill, à Montréal, qui n'a pas participé à l'étude.

 

"Donc, quand nous disons que l'univers commence par un big bang, nous ne avons vraiment aucune raison de le dire" dit Brandenberger à Live Science .

Il existe d'autres problèmes de brassage en physique - à savoir que les deux théories les plus dominantes, celles de la mécanique quantique et de la relativité générale, ne peuvent pas être réconciliés .

La mécanique quantique dit que le comportement de minuscules particules subatomiques est fondamentalement incertain. Ce est en contradiction avec la relativité générale d' Einstein, qui elle est déterministe, ce qui signifie qu'une fois que toutes les lois naturelles sont connues, l'avenir est complètement prédéterminé par le passé, selon Das.

Et qu'aucune théorie explique de quoi la matière noire, une forme invisible de la matière qui exerce une attraction gravitationnelle sur la matière ordinaire, mais ne pouvant être détecté par la plupart des télescopes, est constituée.

 

La correction Quantum

Das et ses collègues voulaient un moyen de résoudre au moins certains de ces problèmes. Pour ce faire, ils ont regardé un moyen plus ancien pour visualiser la mécanique quantique, appelé la mécanique de Bohm. Dans ce document, une variable cachée régit le comportement bizarre des particules subatomiques. Contrairement à d'autres formulations de la mécanique quantique, elle fournit un moyen de calculer la trajectoire d'une particule.

Utilisant cette ancienne formulation de la théorie quantique, les chercheurs ont calculé un petit terme de correction qui pourrait être inclus dans la théorie de la relativité générale d'Einstein. Puis, ils ont compris ce qui se passerait dans les temps profond. [ 8 façons pour observer la théorie de la relativité d'Einstein dans la vie de tous les jours ]

Le résultat ? Dans la nouvelle formulation, il y a pas de singularité, et l'univers est infiniment vieux.

 

Une façon de tester la théorie

Une façon d'interpréter le terme de correction quantique dans leur équation est qu'il est lié à la densité de la matière noire, selon Das.

Si oui, l'univers pourrait être rempli d'un superfluide fait de particules hypothétiques, tels que les particules porteurs de gravité appelés gravitons, ou ultra-froids, particules fantomatiques appelées axions, selon Das.

Une façon de tester la théorie est de regarder comment la matière noire est distribuée dans l'univers et de voir si elle correspond aux propriétés du superfluide proposé, selon Das.

«Si nos résultats correspondent, même approximativement, ce serait une très bonne nouvelle", a déclaré Das à Live Science.

Cependant, les nouvelles équations sont juste une manière de concilier la mécanique quantique et la relativité générale. Par exemple, une partie de la théorie des cordes connu comme la cosmologie de gaz à cordes prédit que l'univers eut une longue phase statique, tandis que d'autres théories prédisent il eut un "rebond" cosmique durant lequel l'univers se contracta pour atteindre une très petite taille, puis a commencé à s'élargir, selon Brandenberg.

Dans tous les cas, l'univers fut une fois très, très petit et chaud.

"Le fait qu'il y eut une boule de feu chaude à des temps très anciens: est confirmé", a déclaré Brandenberg à Live Science. "Lorsque vous essayez de remonter tout le chemin à la singularité, là les problèmes se posent."

La nouvelle théorie a été expliqué dans un article publié le 4 février dans la revue Physical Letters B, et dans un autre document qui est en cours d'examen par les pairs, qui a été publié dans la revue de prépublication arXiv.