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Près du Big Bang, le temps deviendrait espace, explique Aurélien Barrau

La relativité générale a bouleversé notre vision des rapports entre le temps et l'espace et de leur nature même. Une théorie quantique de la gravitation devrait conduire à des surprises encore plus grandes, particulièrement sur le chemin de la compréhension du Big Bang. L'une d'entre elles pourrait être celle qu'évoque l'astrophysicien et cosmologiste Aurélien Barrau sur son blog, Cosmogonies. Il y a longtemps, peut-être, le temps était confondu avec l'espace...

La cosmologie quantique à boucles, illustrée ici, élimine la singularité cosmologique initiale issue de la relativité générale. Elle introduit une géométrie quantique (Quantum Geometry) vers le mur de Planck. Elle prédit une phase inflationnaire laissant des traces possibles dans la polarisation du rayonnement fossile (Cosmic microwave background), mais aussi un avant Big Bang. L'Univers se serait effondré pour rebondir (bounce, ou rebond) avec une nouvelle phase d'expansion dans laquelle nous vivons. © APS, Alan Stonebraker La cosmologie quantique à boucles, illustrée ici, élimine la singularité cosmologique initiale issue de la relativité générale. Elle introduit une géométrie quantique (Quantum Geometry) vers le mur de Planck. Elle prédit une phase inflationnaire laissant des traces possibles dans la polarisation du rayonnement fossile (Cosmic microwave background), mais aussi un avant Big Bang. L'Univers se serait effondré pour rebondir (bounce, ou rebond) avec une nouvelle phase d'expansion dans laquelle nous vivons. © APS, Alan Stonebraker

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On peut écrire une équation de Schrödinger quantique de l’Univers et, étrangement, elle ne dépend pas du temps. Comme si celui-ci n’existait pas, pour le cosmos considéré, comme un seul système physique. Pour résoudre cette équation, Stephen Hawking a utilisé une formulation mathématique de la théorie quantique que l’on doit à Richard Feynman et qui s’était montrée efficace pour décrire l’évaporation des trous noirs. Elle l’a conduit à son fameux modèle dit de Hartle-Hawking, faisant intervenir un temps imaginaire. Dans cette vision, le Cosmos a peut-être fait un saut quantique depuis une phase primordiale où il avait quatre dimensions d’espace et aucune de temps.

Une approche différente pour tenter de résoudre cette équation en cosmologie quantique fait usage de la théorie de la gravitation quantique à boucles. Aurélien Barrau fait partie des théoriciens qui explorent cette théorie pour mieux comprendre le Big Bang, et peut-être même découvrir que notre univers est cyclique avec un « avant Big Bang ».

Dans un dernier billet sur son blog Cosmogonies, mis à sa disposition par Futura-Sciences, il nous parle d’une découverte récente et encore peu connue. La cosmologie quantique à boucles impliquerait elle aussi qu’à un certain moment, il n'existait dans l’univers que l'espace. Pour en savoir plus, lisez le billet du chercheur en cliquant sur le lien ci-dessous.

À découvrir en vidéo autour de ce sujet :


La question des univers multiples est un thème très ancien, puisqu'on la trouve dans la littérature dès l’antiquité. Depuis quelques années, les multivers rejoignent la physique théorique et certains chercheurs sont même convaincus de leur existence. Futura-Sciences a interviewé Aurélien Barrau, astrophysicien spécialisé en cosmologie et auteur du livre Des univers multiples.


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