Il y a 13,8 milliards d'années, l'univers était une singularité - l'espace infiniment comprimé par la haute pression. Cependant, en moins d'une fraction de milliardième de seconde, ce minuscule point s'est agrandi à une taille incroyable. L'histoire classique de notre univers a un début, un milieu et une fin. Ainsi, selon la théorie générale de la relativité (GR) d'Albert Einstein, l'expansion de l'Univers devrait ralentir avec le temps. Cependant, la réalité brosse une image complètement différente: l'univers continue de s'étendre de plus en plus vite. Les scientifiques pensent que la raison de cette divergence est une mystérieuse énergie noire, mais il est possible que notre compréhension de l'univers et de son évolution doive être révisée.
Il existe de nombreuses hypothèses sur l'origine de notre univers et son existence.
Comment tout a-t-il commencé et pourrait-il en être autrement?
L'univers a commencé à s'étendre immédiatement après le Big Bang. Le taux d'expansion au début de son évolution - ce processus est appelé inflation cosmologique - était beaucoup plus rapide qu'après la fin de l'inflation. Ainsi, progressivement, l'Univers s'est élargi et refroidi, mais seulement avec une fraction de la vitesse initiale. Pendant les 380 000 années suivantes, l'univers était si dense que l'espace était un plasma opaque et super chaud de particules dispersées. Lorsque l'univers s'est suffisamment refroidi pour que les premiers atomes d'hydrogène se forment, il est devenu transparent pour que la lumière passe à travers. Puis des radiations ont éclaté dans toutes les directions et l'univers était en passe de devenir ce que nous le voyons aujourd'hui - un espace vide qui alterne avec des amas de gaz et de poussière, des étoiles, des galaxies, des trous noirs et d'autres formes de matière et d'énergie. Finalement,selon certains modèles, tous les amas de matière se répandront si loin qu'ils disparaîtront progressivement. L'univers deviendra une soupe froide et homogène de photons isolés. Mais que se passerait-il si le Big Bang n'était pas le début de tout cela?
La théorie du Big Bang est si largement acceptée que parfois vous pouvez oublier qu'il ne s'agit que d'une théorie qui a des défauts. C'est pour cette raison que les scientifiques offrent une variété d'options pour le développement d'événements. Par exemple, il a été suggéré que le Big Bang aurait pu être davantage un "Big Bounce" - un tournant dans le cycle continu de contraction et d'expansion de l'univers. Une autre hypothèse est que le Big Bang est devenu un point de réflexion, lorsque l'image miroir de notre Univers s'étend au-delà de «l'autre côté», dans lequel l'antimatière remplace la matière, et le temps lui-même s'écoule dans la direction opposée. Selon la troisième hypothèse, le Big Bang est un point de transition dans l'Univers, qui a toujours existé et continuera de s'étendre indéfiniment. Toutes ces théories sont en dehors de la cosmologie dominante,mais ils ont tous trouvé un soutien parmi des scientifiques respectés. Le nombre croissant de nouvelles théories concurrentes suggère qu'il est peut-être temps de repenser le fait même que le Big Bang marque le début de l'espace et du temps.
L'univers que nous voyons actuellement est composé d'amas de gaz et de poussière, d'étoiles, de trous noirs et de galaxies.
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Et si le Big Bang n'avait pas vraiment eu lieu?
Dans les milieux universitaires, l'idée a été exprimée à plusieurs reprises que le Big Bang … n'existait pas. Ainsi, Eric Lerner, l'auteur du livre du même nom, qu'il a écrit en 1992, a présenté les résultats de l'étude, selon laquelle, selon la publication Invers, il existe un décalage entre la théorie du Big Bang et les données factuelles observées. "Pour le développement de la cosmologie, il est nécessaire d'abandonner l'hypothèse principale du Big Bang", - a déclaré dans un communiqué Lerner. "La vraie crise en cosmologie est qu'il n'y a jamais eu de Big Bang."
Nous parlons de l'incohérence des preuves de la présence de lithium dans l'espace, que les astronomes, selon Lerner, connaissent depuis longtemps. Les scientifiques pensent aujourd'hui que les quantités exactes d'hélium, de deutérium et de lithium ont été produites par des réactions de fusion dans un nuage dense et très chaud d'éléments chimiques apparus après le Big Bang. Cependant, Lerner, qui a passé des décennies à observer ces réactions en détail, dit que ses découvertes et celles d'autres scientifiques ne coïncident pas avec des théories de longue date basées sur des observations d'étoiles plus anciennes. Il a découvert que moins de la moitié de l'hélium et moins d'un dixième du lithium sont observés dans les vieilles étoiles que ce que prédit la théorie de la nucléosynthèse du Big Bang, selon laquelle un quart de la masse totale de l'univers est de l'hélium. Lerner est convaincu que ni le lithium ni l'hélium n'ont été créés avant l'apparition des premières étoiles dans notre galaxie.
Notre Univers aurait-il pu surgir de rien?
Cependant, tous les scientifiques ne sont pas d'accord avec la théorie de Lerner. Selon Vae Perumyan, professeur d'astronomie à l'Université de Californie du Sud, Lerner cite rarement des articles évalués par des pairs, et nombre de ses arguments ne tiennent pas la route. Par exemple, Perumian estime que le rayonnement de fond cosmique micro-ondes (ou rayonnement relique), qui indique le rayonnement émanant du Big Bang, est un pilier de la théorie cosmologique, que Lerner ne peut pas contester. De plus, s'il y avait des failles aussi graves dans la théorie du Big Bang, Lerner n'aurait pas été le seul critique de cette théorie.
Mais Lerner n'est pas seul. Le cosmologiste lauréat du prix Nobel James Peebles estime qu'il est nécessaire de cesser d'appeler les premiers instants de notre univers le "Big Bang". Selon l'Agence France-Presse, Peebles estime qu'il n'y a pas de bon moyen de vérifier si un événement tel que le Big Bang a vraiment eu lieu - les cosmologues ont des preuves d'une expansion rapide vers l'extérieur, mais rien n'est plus discret qu'un point singulier qui a explosé pour tout créer en L'univers. Peebles n'a pas d'alternative à la théorie du Big Bang, mais il est convaincu que sans données suffisantes, les scientifiques ne devraient pas supposer que cette hypothèse commode est correcte. Dans le même temps, le scientifique admet qu'en l'absence d'une meilleure façon de décrire le début de l'univers, le Big Bang fonctionne très bien. Dans ses calculs, Peebles adhère également à la théorie généralement acceptée, bien qu'il ne l'aime vraiment pas.
Le grand rebond: l'univers peut-il s'étendre à l'infini?
L'hypothèse du Big Bounce la plus courante dans le milieu universitaire est enracinée dans le mécontentement à l'idée d'inflation cosmologique. Le rayonnement cosmique de fond micro-ondes a été un facteur fondamental dans tous les modèles de l'univers depuis sa découverte en 1965. De plus, le CMB est la principale source d'informations sur ce à quoi ressemblait l'univers primitif et en même temps un mystère pour les physiciens. Le fait est que le rayonnement de la relique a la même apparence même dans des régions qui, semble-t-il, ne pourraient jamais interagir les unes avec les autres dans toute l'histoire de l'Univers.
Les cicatrices laissées par le Big Bang dans le faible rayonnement relique qui imprègne tout le cosmos fournissent des indices sur ce à quoi ressemblait l'univers primitif.
Selon l'hypothèse du Big Bounce, l'univers s'étendra jusqu'à ce qu'il se désintègre en un point infinitésimal - un cycle qui dure pour toujours. En 2007, Martin Bodjald, physicien à l'Université de Pennsylvanie, basé sur le modèle d'Einstein, a proposé la théorie de la gravitation quantique Loop - un domaine de la physique quantique décrivant les énergies extrêmement élevées qui dominaient l'univers primitif. Ainsi, les chercheurs ont conclu que l'univers ne provenait pas de rien. et ne se développera pas indéfiniment. Cependant, les recherches de Bozhawald montrent que l'univers hypothétique précédent n'était pas exactement le même que le nôtre. Dans l'ensemble, l'hypothèse du Big Rebound est cohérente avec l'image du Big Bang d'un univers chaud et dense qui a commencé il y a 13,8 milliards d'années et a commencé à s'étendre et à se refroidir. Mais au lieu depour devenir le début de l'espace et du temps, le big bang était le moment de la transition de l'univers d'une phase antérieure de l'existence, au cours de laquelle l'espace se contractait.
Cependant, les critiques pensent qu'il y a peu de preuves pour soutenir cette théorie. Par exemple, Peter Voight, mathématicien à l'Université de Columbia, a écrit sur son blog Not Even Wrong: "Pour être considérées comme une théorie légitime, de telles affirmations doivent être étayées par des preuves."
Recherche de réponses: tous les chemins mènent à l'énergie noire
Partant du fait que la théorie généralement acceptée de l'apparition et de l'évolution de l'Univers est la théorie du Big Bang, les scientifiques tentent de trouver une réponse à la question de savoir pourquoi l'Univers se développe avec l'accélération.
La matière noire et l'énergie noire sont probablement les clés pour comprendre notre univers.
En analysant le mouvement des étoiles et des galaxies, les chercheurs ont conclu qu'il y avait des particules invisibles, qu'ils appelaient matière noire. Et l'accélération constante de l'expansion de l'Univers (la constante de Hubble), a suggéré qu'elle était causée par un certain phénomène, que les chercheurs ont appelé l'énergie noire. L'énergie noire et la matière noire sont les principaux mystères scientifiques de notre époque, c'est pourquoi les chercheurs du groupe international pour l'étude de l'énergie noire (DES) recherchent des réponses. Le DES a débuté en 2004 et compte actuellement 400 scientifiques de 26 institutions scientifiques différentes dans sept pays participant au projet. Les scientifiques recherchent l'énergie noire en utilisant l'appareil photo numérique astronomique le plus sensible avec une résolution de 570 mégapixels. La caméra est montée sur le télescope Viktor Blanco à l'observatoire Cerro Toledo dans les Andes chiliennes. C'est une sorte de scalpel équipé de cinq lentilles.
Les chercheurs pensent que les réponses aux questions fondamentales sur la façon dont l'univers est né et ce que sont la matière noire et l'énergie noire devraient être présentées au grand public dans environ cinq ans. DES vise à analyser 100 000 galaxies situées à 8 milliards d'années-lumière. Puisque l'énergie noire ne peut pas être vue, les chercheurs mesurent la constante de Hubble pour déterminer exactement si l'énergie noire existe et de quoi elle est faite. D'une manière ou d'une autre, il suffit d'attendre les résultats des travaux d'une équipe internationale de scientifiques et de faire des hypothèses sur ce qu'est notre Univers.
Lyubov Sokovikova