L'instant zéro

Qu'y avait il avant le big bang ? Cette question philosophique est en train de passer du côté de la science : à en croire la cosmologie quantique, des univers jailliraient de "rien" . D'autre part, l'inflation nous fait accepter l'idée d'univers multiples.

Depuis plus d'un demi siècle le modèle standard du big bang s'est imposé dans le monde scientifique et le grand public averti.

Mais une question demeure sans réponse : "qu'y avait il avant le big bang ?" Le problème avec cette question irritante est que même si on savait ce qui s'est passé avant le big bang nous pourrions toujours nous demander : "Et que s'est-il passé avant ?" La réponse est qu'il n'y a pas "d'avant", puisque "avant" le temps n'existait pas ¿ Et juste après, le temps, l'espace et la matière se sont soudainement décidés à exister.

Mais qu'en est-il de « l'instant zéro » ? En effet toute la période où l'Univers était âgé de moins de 10 puissance - 43 secondes (dix millionième de milliardième de milliardième de milliardième de milliardième de seconde) échappe toujours aux cosmologistes. Nous sommes là face à un véritable problème conceptuel témoignant de notre fantasme d'attribuer au « Monde » une date de naissance : le temps zéro est un instant dans un temps qui n'existe pas encore. Un 10 puissance - 44 seconde n'existe probablement pas. L'instant zéro serait donc une sorte d'infini, un horizon inaccessible. Mais cela n'a pas empêché les théoriciens d'élaborer plusieurs théories de l'avant big bang. Certains ont même envisagé l'hypothèse de l'existence d'univers multiples : pour le cosmologiste Andrei Linde un des pères de l'inflation, notre univers n'est qu'une bulle d'espace-temps noyée dans une mousse d'autres univers.

Au tout début de l'histoire du Cosmos, l'univers a connu une phase d'expansion ultra rapide causée par ce qu'on appelle un faux vide ou champ scalaire. Des variations d'énergie microscopiques ou fluctuations quantiques qui agitaient l'univers à cet instant ont fait que l'énergie du champ scalaire a augmenté dans certaines régions de l'univers et diminué dans d'autres. Là où elle a augmenté, l'inflation s'est déclenchée à nouveau. Ces régions se sont donc dilatées beaucoup plus vite que les autres régions avoisinantes. Au bout de quelques fractions de seconde, elles se sont déconnectées de leur région d'origine, donnant ainsi naissance à de nouvelles bulles d'espace-temps qui ne sont autres que des nouveaux bébés univers. Chacun d'entre eux gonflerait à son tour avant de donner naissance à d'autres univers à part entière, et ainsi de suite. Ce processus de régénérescence se reproduirait à l'infini, c'est pourquoi Andrei Linde a baptisé cette théorie "inflation éternelle"

Mais il ne s'arrêtera pas en si bon chemin. En multipliant les champs scalaires, car il est peu probable qu'il n'en existe qu'un seul dans la nature, Linde aboutit à la conclusion que chaque champ scalaire engendre un univers aux lois physiques différentes. Ainsi, certains univers auraient des constantes cosmologiques différentes, la vitesse de la lumière serait peut être supérieure à 300 000 Km/s, les particules élémentaires (proton, neutron, électron) auraient des masses différentes, on pourrait même imaginer des univers à plus de 3 dimensions. Aussi séduisante que soit cette théorie, elle reste difficilement vérifiable.

On ne pourra peut être jamais savoir si ces autres univers existent vraiment, et même si on le savait, aucun voyage inter-univers ne serait possible, car les distances entre deux univers sont si grandes qu'il faut aligner des kilomètres de chiffres pour les exprimer. D'autre part les lois physiques y sont différentes, ainsi la matière dont nous sommes faits se désintégrerait immédiatement dans ces autres univers. La théorie de l'inflation éternelle pose le problème de l'origine du moment qu'elle n'aborde pas : comment s'est formé la toute première bulle ?

Des univers à partir de "RIEN"

Grâce à l'expansion (inflation) on pourrait obtenir un univers grand, homogène et peuplé de galaxies. Tout ce qu'il nous faut c'est un tout petit univers rempli de faux vide. Reste à déterminer l'origine de cet univers initial. Celui-ci étant très petit, on pourrait avoir recours à la physique quantique, qui règne sur le monde de l'infiniment petit.

En effet la physique quantique nous permet d'obtenir un tout petit univers a partir de rien. " Rien " signifiant ici l'absence de matière, d'espace et de temps. La physique quantique est très différente de la physique classique de NEWTON : les mêmes conditions initiales peuvent aboutir à des résultats différents, et nous ne pouvons qu'en calculer les probabilités. Ceci est du aux fluctuations quantiques. Ainsi, un électron par exemple après sa collision avec une autre particule peu choisir d'aller à gauche ou à droite même si on ne change pas les conditions initiales. Les particules ne sont plus considérées comme des billes de matière mais comme des nuages d'énergie entourés par un flou et qui se comporteraient tantôt comme des corpuscules, tantôt comme des ondes¿

Revenons maintenant à notre monde classique, une boule de billard par exemple suit sa trajectoire avec une probabilité proche de 100%, mais les effets quantiques ne disparaissent pas complètement : il y a toujours une très faible probabilité pour que la boule suive une trajectoire impossible pour la physique classique. L'effet tunnel en est un parfait exemple : en mécanique quantique, un corps peut violer les lois classiques de conservation de l'énergie pendant un très court laps de temps. Une boule peut ainsi franchir une barrière même si initialement elle n'avait pas assez d'énergie pour le faire d'une manière classique. Un processus semblable à l'effet tunnel pourrait intervenir dans la création d'un petit univers rempli de faux vide à partir d'un univers de rayon zéro qui est la même chose que pas d'univers du tout. L'univers initial étant ainsi formé, il n'a pas besoin d'être parfaitement sphérique, il peut être aussi rempli de différents types de faux vides.

Toutes ces prédictions et théories peuvent être vraies comme elles peuvent être fausses, mais la grande réussite de la cosmologie quantique est l'élargissement du champ d'action de la science en mariant l'infiniment grand à l'infiniment petit, chose qui n'était pas possible avant le scénario de l'inflation.

LOL :D LOL :D

(...) puisque "avant" le temps n'existait pas ¿ Et juste après, le temps, l'espace et la matière se sont soudainement décidés à exister(...)

Tu prends le problême à l'envers. Il y a un problême de causalité dans ton énnoncé. Le temps n'existe que parce que la matière existe. Quand il n'y avait pas de matière, il n'y avait pas de temps.

Le "avant" de "avant la matière" n'a pas de sens!

Cela est montré par Einstein au début du XXème siécle et les équations des théories physiques considèrent donc aujourd'hui le temps comme relatif. Les équations de la physique sont symétriques par rapport à une translation dans le temps. Le théorème de Noether, établi en 1918, montre que cette propriété implique l'existence d'une quantité, l'énergie, qui se conserve quelles que soient les interactions entre objets. En même temps que de fabuleuses avancées théoriques et pratiques, la relativité a apporté de nouvelles questions quant à la nature intime du temps. Le temps à donc deux extrémités, un début et une fin. Nous avons une assez bonne idée du début avec le big bang, la fin est encore "dans les cartons"

Tu prends le problême à l'envers. Il y a un problême de causalité dans ton énnoncé. Le temps n'existe que parce que la matière existe. Quand il n'y avait pas de matière, il n'y avait pas de temps.

Le "avant" de "avant la matière" n'a pas de sens!

C'est bien ce que j'ai mis Eryx, le Temps n'existe que parce que la matière existe.

Je ne suis pas scientifique, mais voici mon opinion : l'histoire du Big Bang a été inventé parce que les Hommes sont incapable d'imaginer qu'il n'y a ni commencement ni fin. Bref, un univers infini, tant spatialement que temporellement.

Franchement, je ne peux m'imaginer un début tel que le Big Bang, pour le peu que je connaisse. Mais parce que je connais peu, je vous autorise à me contredire .

impossible a savoir on y etait pas et puis en meme temps m'en fou un peu ca va pas me servir a grand chose de le savoir ... enplus c'est une question sans fin... comme " ya t'il une fin a l'espace ? "

" qui arriver avant l'oeuf ou la poule"

" et pourquoi Donald qui ce balade seulement en t-shirt dans tout les dessin animés ce sent-il obliger de ce mettre une serviette autour de la taille quand il sort de la douche ?"

" comment fait le pere noel pour livrer tout ses cadeaux en une seule nuit ?"

.... et pourquoi je continue a dire des conneries

Il y a des choses que l'esprit humain a difficile à imaginer.

Il devait pourtant il y avoir quelque chose avant le big bang qui a provoqué ce dernier.

Notre esprit a besoin de référence, de limites, d'évènement pour mieux situer les choses.. le big bang ne serait il pas une de ces limites nécessaire afin de pouvoir démarrer à partir d'un point temporel nécessaire, un point de référence que l'on peut utiliser pour dater les évènements après big bang?Le Big Bang n'est pas le début de l'Univers, c'est simplement un moment dans le passé où notre univers observable est réduit à une taille très petite et où il est très chaud, à tel point que nous n'avons pas de théorie physique pour décrire ce qui se passe "avant" et sous une certaine (très) petite taille. Donc par abus de concept, on parle du "début" (de "notre" univers observable). La création est un concept religieux, pas scientifique.

La création est un concept religieux, pas scientifique.

Oups ! j'avais oublié

Cette théorie du Big Bang est reconnue par la plupart des astronomes.

Cette théorie comme tu le fais remarquer Cassus Belis suppose une origine. Un univers réduit à un point ou la température et la pression seraient gigantesques pour maintenir cette "contraction". Une fois cette "contraction" libérée, cet univers s'est dilaté indéfiniment. En ce dilatant, il s'est refroidit par la disparition du rayonnement à particules initial.

Pour étayer la théorie du Big Bang, en 1965 je crois (comme quoi c'est pas si vieux que cela même si on parle du siècle dernier), Penzias et Wilson ont recherchés l'origine des parasites qui brouillaient un récepteur radar. Ce rayonnement parasite c'est avéré être le rayonnement résiduel du Big Bang. Cette découverte value à nos 2 lauréats le prix Nobel en 1978.

Plus récemment, le satellite COBE a détecté d'infimes variations de température dans le rayonnement du fond de l'espace. Cette découverte amenant indirectement une preuve supplémentaire pour étayer cette théorie de l'expansion de l'univers.

La question étant de savoir si l'univers va poursuivre indéfiniment son expansion ou bien va-t-il ralentir pour inverser sa tendance ?

Outre les réflexions philosophiques qu'induit cette question d'avant le Big-Bang, on peut se demander ce qui a provoqué l'explosion primordiale. En effet, toute explosion ou implosion émane d'une relation de cause à effet. Pour qu'il y ait explosion, il faut que deux éléments rentrent en collision. D'où viennent ces élements ? Pour qu'il y ait implosion, il faut que quelque chose se dilate et ce quelque chose a bien été créé par un "autre chose"....

Malgré les nombreuses avancées de la science en la matière, je pense que nous n'aurons jamais la solution

"Nous pouvons concevoir que l'espace a commencé avec l'atome primitif et que le commencement de l'espace a marqué le commencement du temps." G.Lemaître

L'astronome belge avancera ainsi que l'Univers est né à partir d'un "atome originel", c'est-à-dire d'une sphère où toute la matière et l'énergie de l'Univers y étaient comprimées. étant donné son instabilité cette sphère a explosé il y a environ 15 milliards d'années, en donnant lieu à l'univers que nous connaissons actuellement... En 1948, le physicien George Gamow supposera que les différents éléments observés aujourd'hui ont été générés juste après cette explosion originelle, à un moment où la température et la densité étaient extrêmement élevées.

L'expression "Big bang" est prononcée pour la première fois en 1951 par Fred Hoyle, histoire de tourner en dérision l'idée de cette explosion originelle.

Arno Penzias et Richard Wilson découvrent en 1964 le rayonnement cosmique, aussi appelé "rayonnement fossile" qui viendra confirmer la théorie du "Big bang". Pour vérifier l'isotropie du rayonnement fossile, les astrophysiciens lancèrent le satellite COBE (Cosmic Background Explorer). La mission de COBE était d'établir une carte du ciel tel qu'il était il y a 10 milliards d'années.

10-43 sec L'univers a environ 10-33 cm de diamètre ( soit 10 millions de milliards de fois plus petit qu'un atome d'hydrogène). Sa température est de 1032 Kelvin. Deux forces apparaissent: la gravitation et la force électronucléaire forte (qui regroupe l'interaction forte et électrofaible). Ce temps est aussi appelé "Temps de Planck"

10-35 sec L'univers a une température de 1027 Kelvin. L'interaction forte (qui lie les noyaux) et l'interaction électrofaible (qui regroupe l'interaction faible et l'interaction électromagnétique) se séparent.

10-32 sec L'univers a une température de 1025 Kelvin et mesure désormais quelques centimètres.

10-12 sec L'univers a une température de 1015 Kelvin et mesure 300 millions de kilomètres. L'interaction électrofaible se dissocie en interaction faible et électromagnétique.

De 10-6 à 1 sec L'univers a désormais une température de 1013 Kelvin. Les baryons et antibaryons s'annihilent, malgré tout, quelques baryons restent pour former la matière visible.

De 10-4 à 1 sec L'univers a une température de 1010 Kelvin. Comme pour les baryons, les leptons et antileptons s'annihilent et quelques leptons survivent. Mais la température à ce instant empêche encore les atomes de se former. Les neutrinos se séparent de la matière.

De 1 à 3 min L'univers a une température d'un million de Kelvin, ce qui permet maintenant aux premiers atomes de se former. Les protons et neutrons s'assemblent alors pour former des noyaux d'hydrogène, d'hélium...

A mon avis, il sera difficile de comprendre cet instant de naissance de l'univers. La densité et la température de ce point originel devaient être tellement élevées que nos connaissances physiques doivent être bien trop minimes pour expliquer ce phénomène.

De plus, il s'agirai d'extrapôler des lois physique dans une période basée sur une théorie non observable, ce qui complique un peu l'affaire.

Et si en plus on fait intervenir le principe d'incertitude (Heisenberg) qui est un des enseignements de la mécanique quantique cela ne simplifie pas du tout la recherche ! Ce principe introduit l'impossibilité de connaître simultanément et précisément la position et la vitesse d'une particule .... Le tableau se complique forcément.

Surtout que ce point originel était un groupement de particules qui forcément devaient interagir entre elles .... enfin je suppose.

:D

Personnellement je pourrais t'exposer quelque théorie scientifique mais je préfère te dire que je n'en sais rien en faites.

La question étant de savoir si l'univers va poursuivre indéfiniment son expansion ou bien va-t-il ralentir pour inverser sa tendance ?

Je crois que les dernieres trouvailles (c'est a dire les derniers chiffres donnant la quantite de matiere dans l'univers) tendant a soutenir l'idee que l'expansion de l'Univers va se poursuivre eternellement (donc pas de grand Crunch!). En d'autre terme, si le temps a eu un commencement, comme notre Univers, il n'a en revanche aucune fin.

Il y a des choses que l'esprit humain a difficile à imaginer.

J'oublies à chaque fois que vous n'êtes que des humains!

Tu fera attention car les chiffres que tu mentionnes ont un problême de grandeur en particulier les températures. Tu écris "La température est de 1032 Kelvin" (c'est même pas la température de fusion de l'or qui est de 1084°K.... , en fait c'est 10^32 kelvin, mais la mise en exposant ne fonctionne pas quand on fait des "copier-coller" c'est pour cela que le signe "^" existe pour signifier les puissances de 10.....

Bien à toi.

A mon avis, il sera difficile de comprendre cet instant de naissance de l'univers. La densité et la température de ce point originel devaient être tellement élevées que nos connaissances physiques doivent être bien trop minimes pour expliquer ce phénomène.

De plus, il s'agirai d'extrapôler des lois physique dans une période basée sur une théorie non observable, ce qui complique un peu l'affaire.

Sans oublier le faite que nos theories sur ce qui se deroule actuellement devant nos yeux (la formation d'etoiles, mouvement des galaxies, expansion de l'univers) sont tres lacunaires, alors c'est evident qu'on ne peut que faire des supposition tres vague sur la maniere dont l'univers a commencee. Je pense personnelement qu'avant de passer du temps a essayer de savoir ce qui s'est passe dans le passe, il vaudrait mieux se focaliser sur ce qui se passe actuellement. On ne sait deja pas si la matiere noir, ou l'energie noir existe reellement ou reflete une limite intrinsecte au equations d'Enstein...

OK, merci Eryx, donc tout les chiffre en Kelvin sont en faites des puissance.

Malgré les nombreuses avancées de la science en la matière, je pense que nous n'aurons jamais la solution

Je suis d'accord avec toi, nous serons morts depuis un moment quand la solution sera présenté de manière irréfutable si encore cela est possible.

Il y a des choses que l'esprit humain a difficile à imaginer.

J'oublies à chaque fois que vous n'êtes que des humains!

Tu fera attention car les chiffres que tu mentionnes ont un problême de grandeur en particulier les températures. Tu écris "La température est de 1032 Kelvin" (c'est même pas la température de fusion de l'or qui est de 1084°K.... , en fait c'est 10^32 kelvin, mais la mise en exposant ne fonctionne pas quand on fait des "copier-coller" c'est pour cela que le signe "^" existe pour signifier les puissances de 10.....

Bien à toi.

Ahah ! eryx tu viens de faire une erreur. :D

Tu me déçois, toi aussi tu n'es qu'un humain en fin de compte. :D

Bon, en bon prince je vais te rappeler que (par convention) les noms d'unité sont des noms communs et s'écrivent en minuscule (« kelvin » et non « Kelvin »). De plus, n'étant pas une mesure relative, le kelvin n'est jamais précédé du mot « degré » ni du symbole « ° », contrairement aux degrés Celsius ou Fahrenheit.

é l'origine, en 1954 (10e CGPM, résolution 3, CR 79), le kelvin s'appelait le « degré Kelvin », et s'écrivait alors °K. Le « degré » fut supprimé lors de la 13e CGPM, en 1967 (résolution 3, CR 104) et son symbole devint K.

Le kelvin est la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique du point triple de l'eau (la température à laquelle l'eau peut être simultanément sous les trois états (liquide, solide et gazeux)), et une variation de température de 1 K est équivalente à une variation de 1°C.

Il n'y a donc aucun lien avec les puissances. Ici eryx parle de puissances car la température est si élevée (en kelvin) qu'il est impossible de l'écrire autrement.

J'irais un peu plus loin quand tu parles de puissances. Tu aurais aussi bien pu dire qu'il s'agit de 10^8 yottakelvin (YK), un yotta correspondant à 10^24, soit un quadrillon.

Mais tu n'aurais fait qu'étaler ta culture, et tu n'es pas comme ca.

Pour ceux qui voudraient plus d'informations sur le kelvin, je vous conseille cette page.

Wild