Notre Univers a-t-il connu plusieurs big bang?

Homme curieux a écrit:: Par Christophe Olry, Futura-Sciences, le 05/05/2006 à 15h11

Et si notre univers était bien plus âgé qu’on le pensait ? S’il se trouvait dans un cycle sans fin et connaissait tous les mille milliards d’années un nouveau big bang ? Alors, selon une étude parue aujourd’hui dans la revue Science, le problème de la constante cosmologique serait résolu...

Un univers dans une boucle infinie ?

Si l’on en croit Paul Steinhardt et Neil Turok, respectivement des universités de Princeton dans le New Jersey et de Cambridge en Angleterre, l’univers que nous connaissons aujourd’hui est au coeur d'une boucle de mille milliards d’années, faisant partie d’un cycle au cours duquel se succèdent Big Bang et Big Crunch. « Depuis les années 60, on pense que le big bang est le point de départ car les lois physiques s’y trouvent mises à mal », explique Turok. Mais, selon lui, les équations de la théorie des cordes permettent au temps d’exister avant le big bang…

Si ce modèle cyclique développé par Paul Steinhardt et Neil Turok est si intéressant, c’est surtout parce qu’il apporte une solution originale au problème de la constante cosmologique.

Le paradoxe de la constante cosmologique

Considérant que l’univers était statique, Albert Einstein avait introduit dans ses équations la constante cosmologique afin de contrebalancer l’expansion de l’univers. Ainsi, deux forces opposées auraient agi sur l’expansion originelle issue du big bang : d’une part la gravitation, tendant à la freiner, d’autre part la constante cosmologique agissant comme une force répulsive.

En 1996, la communauté scientifique découvrait que l’expansion de l’univers s'accélérait. La constante cosmologique, décrivant une force de répulsion, était apparue comme la meilleure explication à cette accélération. Cependant, sa valeur mesurée en cosmologie était 10120 fois inférieure à celle prévue par la physique des particules.

Pourquoi un tel écart ? Dans les années 80, des chercheurs avaient émis l’hypothèse que la constante cosmologique avait pu décroître au cours du temps, partant de la valeur prévue par la physique des particules et atteignant celle qu'on lui connaît aujourd’hui. Mais des travaux complémentaires avaient montré que, dans ce cas, la constante aurait dû diminuer pendant une durée nettement supérieure à 14 milliards d’années. Tout simplement inconcevable, compte tenu de l’âge de notre univers, estimé à environ 14 milliards d’années !

Une « constante » qui diminue de plus en plus lentement !

Paul Steinhardt et Neil Turok émettent l'hypothèse que l’univers est emprisonné dans une boucle infinie et que, à chaque nouveau Big Bang, les compteurs de matière et de radiation sont remis à zéro tandis que la valeur de la constante cosmologique demeure. Celle-ci diminue au cours des cycles en subissant des transitions quantiques successives. Les calculs des physiciens montrent que plus la valeur de la constante est grande, plus ces transitions sont rapides, tandis que plus elle diminue, plus elle varie lentement. On serait ainsi dans une période où la constante cosmologique est très faible et met un temps extrêmement long à se modifier.

Bien sûr, les avis sur ce modèle cyclique sont partagés. Mais les auteurs de l’article paru aujourd’hui dans la revue Science pensent que leur concept est vérifiable. D’une part, elle prédit que le big bang a émis des ondes gravitationnelles dans l’espace. D’autre part, la diminution de l’énergie du vide fait appel à un nouveau type de particules fondamentales nommées axions, qui doivent pouvoir être détectées.

De prime abord, une telle explication au paradoxe de la constante cosmologique peut sembler un peu extrême. Mais, comme le fait remarquer Sean Caroll de l’université de Chicago, la plupart des solutions moins extrêmes ont déjà été envisagées puis rejetées…

Source : http://www.futura-sciences.com/news-notre-univers-t-il-connu-plusieurs-big-bang_8836.php