• Le Big Bang : la théorie... et le reste

  • Le Big Bang désigne l’époque dense et chaude qu’a connue l’Univers il y a environ 13,7 milliards d’années, ainsi que l’ensemble des modèles cosmologiques qui la décrivent, sans que cela préjuge de l’existence d’un « instant initial » ou d’un commencement à son histoire. Et vous, vous en pensez quoi ?
Le Big Bang désigne l’époque dense et chaude qu’a connue l’Univers il y a environ 13,7 milliards d’années, ainsi que l’ensemble des modèles cosmologiques qui la décrivent, sans que cela préjuge de l’existence d’un « instant initial » ou d’un commencement à son histoire. Et vous, vous en pensez quoi ?
 #3358  par quantique
 
Le Big Bang est un des rares sujets scientifiques qui intéressent le "grand public" ce qui est normal : origine de l'Univers, donc de tout en quelque sorte, mystérieuse explosion à partir de rien, etc. Il a une dimension scientifique, poétique mais aussi métaphysique et bien entendu théologique pour certains.

Toutefois, un amalgame permanent est entretenu entre la vraie théorie issue par ailleurs de la relativité générale et les interprétations que chacun s'en fait (journalistes, scientifiques, écrivains,...).

Je voulais donc redonner le cadre standard de la théorie, il ne s'agit pas de mes opinions personnelles mais bien le cadre rigoureux (pour autant que ce mot ait un sens) de la théorie.

Tout d'abord, la théorie du big bang ne dit RIEN sur le big bang ; on en a déjà beaucoup parlé mais, avant le temps de Planck, 10 -43seconde, la théorie ne peut RIEN dire de ce qui s'est passé. On appelle cette période le mur de Planck en raison précisément du fait que l'on ne peut avoir aucune information, ni par l'observation ni par les équations.

Donc, si le big bang a eu lieu à l'instant T=0, on ne sait RIEN entre ce 0 et la durée 10 -43 seconde.

Ensuite, le big bang N'EST PAS une explosion : une explosion est un corps, quelque chose, qui explose ( 8) ) en éparpillant les morceaux de ce corps dans toutes les directions. Ici, nous sommes dans une phase d'expansion de l'espace.

Donc, et même si l'on ne sait rien avant le mur de Planck, toujours dans le cadre de la théorie d'expansion, la matière/énergie était présente en un point ponctuel, au sens mathématique ce qui signifie sans dimensions donc de taille nulle (ce n'est donc pas une tête d'épingle ni même une particule). Ceci a d'ailleurs amené certains à dire que le Big Bang a eu lieu partout dans l'Univers... ce qui n'est pas faux car ce dernier se résumait précisément à ce point ponctuel.

Cela signifie aussi que la matière/énergie n'a pas été créée à l'instant du bang, elle peut lui pré-exister.

Au moment du bang, il y a eu un début d'expansion de l'espace ce qui fait que 2 points côte à côte pouvaient s'éloigner mais sans bouger (une comparaison grossière : 2 pièces de monnaie collées sur un ballon gonflable, on gonfle le ballon : l'espace entre les pièces grandit sans que les pièces bougent d'elles-mêmes.. et sans que les pièces grandissement également).

Quant à la question : mais qu'y avait-il autour de ce point ponctuel ? la bonne réponse n'est pas "rien" car le rien définit l'absence de choses, or, il n'y avait pas même d'espace.

La bonne réponse est : la question n'a pas de sens (ce n'est pas une pirouette de celui qui ne sait pas mais bien une réponse logique) ; autre exemple : où se situe la fin d'un périmètre d'un cercle ? même réponse...

Voilà, on ne sait rien avant le mur de planck, pas d'explosion, un point ponctuel contenant toute l'énergie/matière (si on extrapole les équations), une expansion de l'espace (et du temps).

Voilà, c'est maigre, on reste sur sa faim mais c'est le squelette donnée par la théorie, le reste n'est que spéculations argumentées ou pas mais lorsque arguments, ils sont toujours en attente d'une véritable confirmation (et probablement pour très très très longtemps :| )

C'est cette incomplétude assortie au caractère spectacularo-mystérieux du Big Bang qui a contribué à nourrir maintes hypothèses.

Enifn, les autres théories telles la théorie des cordes par exemple, n'apportent RIEN à la théorie du big bang, tout au plus, elles donnent une nouvelle hypothèse, une de plus mais pas plus vérifiables ni même plus pertinentes que les autres.

Ceci étant dit, après ce post relativement assez rationnel (puisqu'apparemment, c'est l'image qui me colle mais à tort aussi surprenant que cela puisse paraître 8) ), la porte reste maintenant grande ouverte pour vos imaginations afin de songer à ce qui s'est vraiment passé et comment :?: :?: Vous n'aurez jamais la certitude d'avoir raison mais est-ce vraiment si important ? L'important n'est-il pas de rêver et d'imaginer ?

 #3360  par GAIA
 
Bonjour à tous, voilà qui est passionnant et va relancer le débat :P

A l' "endroit" du démarrage de ce point ponctuel il n' y avait pas rien ou le néant. Ca c' est impossible pour moi. Il y avait le vide et dans le vide une énergie. Ce que je trouve étonnant c'est que nous n' avons de cesse de retourner à la quantique et que la quantique a amenée la physique. Implacable. Dans l' Espace de notre 3D il y a du vide et il contient de l' énergie. C' est en faisant des recherches sur cette énérgie du vide que nous pourrons avoir une approche ou expliquer ce qui s' est passé au moment 0.

Le vide sans matière (est ce de la matière à proprement parler en tout cas pas la matière que nous pouvons observer dans la 3D) n'aurait aucune raison d' exister, donc logiquement il y avait de la matière dedans, sinon, comment créer une énergie. Donc, le vide n' est pas vide. L' énergie et la matière imprime sa force à l' Espace, le déforme et détermine comment le temps s' écoule (c' est ta comparaison avec 2 pièces de monnaie côte à côte).

Le Big Bang que nous connaissons a pu, en effet, se reproduire plusieurs fois ailleurs dans l' Univers et d' autres univers ou des dimensions ont pu le précéder depuis très longtemps. Nous sommes peut être dans une bulle, une poche, le fâmeux brane, un trou noir qui rejette de la matière et va créer une autre dimension ou un autre univers ??

Soit il y a un univers à plusieurs dimensions, soit il y a des univers à plusieurs dimensions chacun. Nous en revenons malgré tout à la même question. Le déclenchement de l' horloge atomique ou alors on peut penser que l' Univers a toujours existé, pourquoi pas, il faut bien donner une ou des limites, nous ne pouvons d'ailleurs "matérialiser" dans notre cerveau l' infini.

Pourquoi pense t'on que dans le Big Bang il y a eu un instant T ou 0 ? Parce qu'il faut bien faire démarrer la création de l' Univers à moment donné ? Vous comprenez ce que je veux dire ?
Pourquoi n' a t ' on pas fait démarrer le Big-Bang à la période appelée Temps de Planck, temps pendant lequel la gravitation s' est détachée des 3 autres forces, la gravitation quitte le monde quantique :

- la force nucléaire forte (qui assemble les noyaux des atomes)
- la force nucléaire faible (qui régit la radioactivité)
- la force électromagnétique (qui agit entre les particules chargées électriquement)

Toujours la même question récurrente : quel est l' élément primordial dans la quantique qui a détaché la gravitation des 4 forces créatrices de l' Univers (Théorie des Champs Unifiés) ?

Moi, ce qui me chagrine c'est ce démarrage du Big Bang à T= 0 - 10-43 sec. Pourquoi pas avant l'infini puis détachement de la gravitation et hop création de notre 3 D.

Je soulève certainement plus de questions que je n' apporte de réponses mais est ce que cette possibilité a été envisagée. Quelle est l' hypothèse ou les hypothèses avancées qui font que la théorie de la relativité générale et la théorie des cordes ne peuvent s' unifier ?


Je viens de voir que Stephen Hawking (Physicien Cambridge et Thomas Hertog Physicien au CERN) essaient de mettre au point une théorie de l' Univers à reculons, un travail en arrière afin de comprendre les débuts de l' Univers. Je trouve que c'est très intéressant cette approche. Ils étudient le fond diffus cosmologique ou rayonnement afin de retrouver les empreintes de l' Univers primitif.

Ils pensent qu'au moment du big-bang d'autres univers auraient pu se créer en se superposant, ce que confirme d' ailleurs la Théorie des Cordes.

 #3366  par quantique
 
Hawking et son acolyte auront bien du mal ; avancer à reculons les fera de toute manière buter sur le mur : ils n'ont aucun outil, aucune perceuse, pour voir de l'autre côté.

Quant à la gravité qui s'est détaché des 3 autres forces, cela sous-entend que la gravité est aussi une force comme les 3 autres... or, beaucoup de choses la distingue des 3 autres.

La gravité, dans la théorie de la relativité générale, est la manifestation de la courbure de l'espace-temps, ce n'est donc pas une force mais une difformation qui induit des effets sur les corps :

Savez-vous que la Terre avance toujours en ligne droite ? alors pourquoi tourne-t'elle autour du soleil ? parce que l'espace-temps est déformé par ce dernier, nous ne sommes plus dans une géométrie euclidienne plate.

Ensuite, la nature même des 3 autres forces est aujourd'hui remise en question car il a été montré que ces forces ne sont pas des choses "en plus" des particules de matière et qui agissent sur elles, non, ces forces ne sont en fait qu'un effet induit des propriétés de symétrie des particules de matière ou de rayonnement.

Les forces ne sont donc pas des entités à part des particules mais simplement un effet émergent dû aux propriétés de ces particules.

 #3368  par GAIA
 
Sans abonder "bêtement" dans le sens de Hawking et Hertog, leur démarche m'apparaît intéressante, cependant titanesque dans la durée : faire des relevés et mesures du fond diffus de l' Espace à des endroits précis par une analyse spectrale du rayonnement et superposer les "empreintes".

C' est un peu technique mais savez-vous comment on peut obtenir dans l' Espace des datations précises avec l' analyse spectrale ? Les relevés sont faits je suppose dans des endroits déterminés ?

Je pense aussi qu'au moment du big bang, les "forces" sont induites et qu'il y a une symétrie. Au départ il y avait 2 forces sûres : la matière et l' énergie.

Pour la courbure de l' espace-temps et la Terre en ligne droite, je n' arrive pas à "schématiser", à comprendre.

 #3376  par quantique
 
Bah non, pas 2 forces car la matière et l'énergie, c'est la même chose (rappelles toi ton vieux copain Albert et son e=mc2).

Pour visualiser une ligne droite qui tourne, et bien tu ne peux normalement pas, je dis normalement car on peut parfois avoir l'impression de se le représenter : disons que l'image traditionnelle de la boule qui pèse sur un maillage élastique n'aide pas car nous sommes dans une image de déformation d'un maillage en surface donc 2D (notre cerveau se projette d'ailleurs mentalement en 3D pour imaginer la distorsion 2D); le soleil par exemple déforme l'espace en 3D et pour le visualiser, il faudrait que nous soyons mentalement capable de nous projeter mentalement avec une 4ème dimension spatiale ce qu'un cerveau humain ne sait pas faire.

C'est certainement une des plus grandes frustrations mais on est bloqué.

Quant aux travaux de Hawking, je pense que c'est peine perdue et que les méthodes de datation sont encore très risquées car nous risquons un jour d'être surpris par les mirages et autre illusions d'optique créés précisément par la gravitation (cf. les lentilles gravitationnelles qui permettent naturellement de doubler, tripler, etc. l'image d'une étoile, galaxie, etc.).

Il se pourrait bien que notre univers observable soit bien plus petit que l'on croyait jusqu'à maintenant...

 #3390  par MIMATA
 
Comme le dit quantique, la matière courbe l'espace temps, c'est ce que l'on appelle la gravité. Si la gravité ne déformait pas l'espace temps, alors la Terre sortirait de son orbite et filerait tout droit, ainsi que chaque astre.
Si tu veux une image, imagine que tu lance une boule sur une surface plate : la boule va tout droit.
Si tu lance de la même manière la même boule sur une surface courbe (comme un bol géant pour schématiser), alors la boule se mettra à tourner en suivant la courbure du bol.
C'est ce qu'il se passe avec la gravité : elle courbe l'espace temps et la matière en mouvement n'a d'autre choix que de suivre cette courbure.