Pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien ?

JF PODEVIN/ SPL/ SUCRÉ SALÉ

À la suite du Big Bang, il y a 13,7 milliards d'années, la matière a émergé et règne depuis dans l'Univers. Pourtant, les détails de ce processus sont encore mal compris.

Cet article est extrait du mensuel Sciences et Avenir - La Recherche n°905-906, daté juillet-août 2022.

L'Univers n'a pu être engendré ni ne pourra être détruit, estimait Aristote dans son "Traité du ciel", acte de naissance de la cosmologie. Pour le philosophe grec du 4e siècle avant J.-C., l'Univers avait toujours existé. Il avait en partie tort, les cosmologistes modernes ayant fini par comprendre que l'Univers prenait bien naissance quelque part, à un moment donné. En rembobinant le film de cette histoire cosmique, long de 13,7 milliards d'années, ils constatèrent que les galaxies se rapprochaient les unes des autres jusqu'à se rejoindre en un point infinitésimal : une singularité gravitationnelle. En ce point, la densité, la température, mais aussi la courbure de l'espace-temps deviennent infinies. Les lois de la physique y apparaissent obsolètes.

Ce furtif instant précédant l'inflation (le moment où l'Univers se met à s'étendre considérablement), surnommé l'"ère de Planck", a beau ne s'étendre que jusqu'à 10-43 seconde seulement à compter de l'hypothétique "instant zéro", il pose bien des soucis aux théoriciens. Et pour cause : les quatre forces fondamentales - électromagnétisme, interaction faible, interaction forte et gravitation -y étaient encore unifiées et ne peuvent être décrites avec les lois de la relativité générale ou de la mécanique quantique telles qu'elles ont été établies. Elles requièrent, en somme, que nous ayons avancé vers une "théorie du tout". Il est donc pour l'instant impossible d'entrevoir ce qu'il y avait avant et durant les quelques fractions de seconde qui ont suivi le Big Bang… et, par extension, de savoir si l'Univers est né de quelque chose ou de rien. Les hypothèses ne manquent pas. Parmi elles, celle d'une fluctuation quantique du vide, c'est-à-dire la possibilité que le vide lui-même, en tant que champ d'énergies subissant de petites variations, soit à l'origine de l'apparition de particules.

Aussi doit-on poser la question du [...]

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