Allons-nous vers un nouveau Big Bang  ?

Et si notre Univers était coincé dans un cycle infini ? Dans une répétition sans fin de Big Bang ?

L’Univers est né suite au Big Bang. C’est en tous les cas l’idée adoptée par les scientifiques aujourd’hui. Notre Univers est actuellement en phase d’expansion, un peu plus vite à chaque instant, qui plus est, à cause d’une mystérieuse énergie noire. Ce processus se jouera-t-il jusqu’à ce que l’Univers devienne froid et vide dans un “Big Freeze” ou un élément perturbateur quelconque inversera-t-il le cours de l’expansion pour venir le contracter à nouveau jusqu’à un “Big Crunch” ? Des physiciens de l’Université de Portsmouth aux États-Unis proposent une nouvelle alternative.

Et si notre Univers était coincé dans un cycle infini ?

Cette équipe de scientifiques cherchait à savoir si l’énergie noire a toujours joué un rôle dans l’Univers. Si c’est à elle qu’on doit l’inflation initiale de ce dernier et son accélération actuelle, elle pourrait alors aussi éliminer la singularité du Big Bang et sa densité infinie. D’après eux, nous vivrions dans une série de “Big Bounces”, autrement dit, un Univers qui rebondit, ou qui respire, avec une énergie noire qui s’allume et s’éteint périodiquement, faisant ainsi tantôt croître, tantôt rétrécir l’Univers. De nouveaux Big Bang auront donc “régulièrement” lieu.

D’après Paul Steinhardt et Neil Turok, des universités de Princeton dans le New Jersey et de Cambridge en Angleterre, respectivement, notre Univers serait au cœur d’une boucle de mille milliards d’années, un cycle infini dans lequel se succèdent les 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 Neil Turok. Ce modèle est d’autant plus intéressant qu’il apporte une solution originale au problème de la constante cosmologique introduite par Albert Einstein dans ses équations pour contrebalancer l’expansion de l’Univers. D’un côté, la gravitation, qui la freine, de l’autre, la constante cosmologique.

En 1996, les experts découvraient que l’expansion s’accélérait, mais sa valeur mesurée en cosmologie était 10¹²⁰ fois inférieure à celle prévue par la physique des particules. Pourquoi ? Dans les années 1980, des chercheurs émettaient l’hypothèse que la constante cosmologique ait pu décroître avec le temps. Mais celle-ci aurait dû diminuer pendant une durée bien supérieure à 14 milliards d’années. Ce qui est inconcevable avec l’âge connu de notre Univers : 14 milliards d’années !

Dans une répétition sans fin de Big Bang

Paul Steinhardt et Neil Turok pensent que l’univers est dans une boucle infinie. À chaque Big Bang, les compteurs de matière et de radiation sont remis à zéro, mais la valeur de la constante cosmologique reste. Celle-ci diminue cycle après cycle. Plus la valeur de la constante est grande, plus ces transitions sont rapides, plus elle diminue, plus elle varie lentement. Actuellement, la constante cosmologique est très faible, elle met très longtemps à se modifier.

Comme souvent dans ces domaines de recherche, les avis sur un tel modèle cyclique sont partagés, mais d’après les deux auteurs, ce concept peut être vérifié. D’une part, le Big Bang aurait 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 baptisées axions, particules qui doivent pouvoir être détectées.

Une solution si extrême au paradoxe de la constante cosmologique pourrait sembler bien saugrenue, mais les solutions moins extrêmes ont déjà été envisagées et rejetées… Est-ce là la vérité ?