LR n°390 : A la recherche du temps zéro
A la recherche du temps zéro., MC : relativité générale, mécanique quantique, Big Bang, univers, ére de Planck, géométrodynamique. Notes :Cette article montre surtout la difficulté de savoir si l’univers a un début ou s’il est infini. La réponse à cette question semble être une véritable ambiguïté pour les physiciens qui pour le moment n’ont pas trouvé d’unique vision de la naissance de l’univers. Contenu :L’univers est en expansion, une expansion qui semble sans fin. Cette article nous pose la question de savoir si le temps cosmique se prolonge dans le passé jusqu’à une valeur infinie ou bien s’il est borné à une valeur finie. Cependant, les distances extrêmement petites correspondant à une singularité (de l’ordre 10^-35, c’est-à-dire la longueur de Planck) ne peuvent pas être prises en compte par la relativité. A ses dimensions, les physiciens pensent que la géométrie pourrait subir des fluctuations quantiques dues à des températures et à une densité très élevées. Ce qui nous amène à considérer plutôt une théorie de le gravitation quantique unifiant les quatre interactions fondamentales. De là est née la géométrodynamique qui consiste à traiter la géométrie de l’espace-temps de la même manière que la physique quantique ordinaire traite la matière et l’énergie, soit en termes de grains d’espace et de temps. Mais cela reste tout de même très complexe et plusieurs simplifications (par exemple : une géométrie ayant seulement des courbures constantes, un univers composé de plusieurs petits univers ayant leurs propres caractéristiques, ou la théorie des boucles ou les géométries non commutatives, etc…) ont été proposées. Néanmoins, les physiciens ne pourront se mettre en accord tant que les singularités subsisteront. Compléments : J.-P . Luminet et M. Lachièze-Rey, De l’infini…, Dunod, 2005 ;
Jean-Pierre Luminet
LR n°390, Octobre 2005, p. 30-34.
Selon la relativité générale, qui est à l’origine de la théorie du Big Bang, les distances cosmiques diminuent jusqu’à un temps « zéro », événement qui aurait présidé l’apparition de l’espace, du temps, de la matière. Le temps « zéro » serait situé il y a 13,7 milliards d’années. Cette date a été confirmée par l’analyse de différents phénomènes tels que les supernovaes, le rayonnement cosmologique ou les isotopes radioactifs. Pourtant, cela perturbe les physiciens. En effet, en considérant toujours la relativité générale, cette limite temporelle se présente sous la forme d’une « singularité », un point vers lequel on tend sans jamais l’atteindre : l’univers, au moment où nous considérons le temps comme le temps « zéro », était, semblerait-il, concentré dans un volume infiniment petit, infiniment dense et de courbure infiniment grande. Donc, la singularité n’est pas réellement un événement puisque qu’elle n’a pas pris place et n’a pas eu lieu. Par ce fait, elle échappe aux théories des physiciens.
L. Z. Fang et R. Ruffini, Quantum Cosmology, World Scientific, 1987 ;
A. Linde, Inflation and Quantum Cosmology, Academic Press, 1990 ;
S. Hawking, Une brève histoire du temps, Flammarion, Coll. « Champs », 1999.