Même un Big Bang cyclique pourrait avoir un début dans le temps

En 1965, le prix Nobel de physique Roger Penrose a publié un théorème démontrant que les équations de la théorie de la relativité générale d’Einstein impliquaient que l’effondrement gravitationnel d’une étoile suffisamment massive devait nécessairement conduire à une singularité de l’espace-temps entourée d’un horizon des événements et donc à l’intérieur d’un trou noir. Avant lui, on pensait que cette occurrence était un artefact de solutions idéalisées des équations d'Einstein. En 1969, il publiait avec Stephen Hawking une version améliorée d’un théorème produit par ce dernier qui avait appliqué les méthodes mathématiques et les idées de Penrose à la cosmologie relativiste pour démontrer l'occurrence du même phénomène avec le Big Bang. On pouvait en effet considérer que bien des solutions des équations d’Einstein décrivant un Univers en expansion étaient plus ou moins équivalentes, en renversant le sens de l’écoulement du temps, à celle décrivant une étoile en effondrement gravitationnel.

Sous des conditions très générales, les équations d’Einstein impliquaient donc que l’espace et le temps avaient un début, début pendant lequel la densité et la température de son contenu, ainsi que la courbure de l’espace-temps, tendaient vers l’infini au fur et à mesure que l’on se rapprochait asymptotiquement d’un instant zéro.


Le prix Nobel Roger Penrose expliquant ses travaux en 2021. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Tencent WE Summit

Mais déjà, dans l’esprit de Hawking et de ses collègues à cette époque, cela ne devait être qu’un artefact d’un traitement non quantique de l’espace-temps et peut-être aussi tout simplement des équations d’Einstein. Il est en effet possible de considérer des équations différentes...

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