Big Bounce

Le Big Bounce (« Grand Rebond » en traduction littérale), ou Univers phénix, est un modèle cosmologique cyclique impliquant une évolution de l'Univers menant à l'alternance entre Big Bang et Big Crunch. Dans ce modèle, un Big Crunch est immédiatement suivi d'un Big Bang[1],[2].

Schéma représentant le Big Crunch.

Histoire

XXe siècle

En 1933, Georges Lemaître utilise l'image du Phénix pour illustrer un modèle d'univers alternant entre des phases d'expansion et de contraction, avec des Big Crunch et Big Bang entre ces phases[3],[4].

Les premiers modèles de Big Bounce sont développés par des chercheurs tels Willem de Sitter, Carl Friedrich von Weizsäcker, George McVittie (en) et George Gamow lors de la première moitié du XXe siècle. Pour Gamow, « du point de vue physique, nous devons oublier la période pré-effondrement »[5].

L'expression est apparemment tirée du titre d'un roman de Elmore Leonard, Big Bounce justement, paru en 1969, soit quelques années après l'exposition au public du modèle du Big Bang et à la suite de la découverte du rayonnement de fond cosmologique par Penzias et Wilson. Elle apparaît dans la littérature scientifique en 1987[6]. Elle réapparaît en 1988 dans une traduction anglaise d'un livre russe, Le Big Bang, Big bounce par Iosif Rozental, et dans un article[7] de 1991 de Priester et Blome.

XXIe siècle

En 2003, Peter Lynds présente un nouveau modèle de la cosmologie dans lequel le temps est cyclique. Dans sa théorie, l'Univers actuel finira par arrêter de se dilater et commencera à se contracter. Avant de devenir une singularité, l'Univers « rebondirait » pour ne pas violer le deuxième principe de la thermodynamique. Le Big Crunch serait ainsi stoppé par un nouveau Big Bang. Lynds suggère des rapprochements entre ce concept et celui de l'éternel retour. La théorie de Lynds a été rejetée par des physiciens classiques en raison de l'absence d'un modèle mathématique soutenant ses considérations philosophiques[8].

En juillet 2007, le professeur adjoint de physique à l'université de Pennsylvanie Martin Bojowald a publié une étude liée à la gravitation quantique à boucles, qui prétendait résoudre mathématiquement le temps avant le Big Bang, ce qui donne une nouvelle perspective à la théorie du Big Bounce[9]. Bojowald affirme ainsi que certaines propriétés de l'univers qui s'est effondré avant le nôtre pourraient être déterminées. Une autre recherche de ce type est publiée l'année suivante dans les Physical Review Letters[10].

Cycles d'expansion-contraction

Selon certains théoriciens d'univers oscillatoire, le Big Bang est le début d'une période d'expansion de l'Univers qui a suivi une période de contraction, soit le Big Crunch. Dans cette perspective, on pourrait parler d'un Big Crunch suivi d'un Big Bang, ou plus simplement, un Big Bounce. Cela suggère que l'univers actuel pourrait se situer à n'importe quel point dans une séquence infinie d'univers, voire être la première itération. Toutefois, si la condition de la phase d'intervalle « entre les rebonds » est prise en compte, elle peut être insensée parce que cette condition pourrait représenter une singularité gravitationnelle dans le temps à chaque fois, si elle est perpétuelle tel un retour absolu et indifférencié[évasif].

L'idée principale derrière la théorie quantique d'un Big Bounce est qu'à mesure que la densité tend vers l'infini, la mousse quantique change de comportement. Toutes les constantes physiques fondamentales, y compris la vitesse de la lumière dans le vide, ne seraient pas aussi constantes pendant le Big Crunch, en particulier lors du temps de Planck. En fait, toutes les constantes universelles pourraient varier à chaque nouveau Big Crunch donnant la plupart du temps un univers impropre à la vie. Mais dans cette infinité de Big Bounces, il arriverait que les constantes soient parfaites pour la vie comme c'est le cas maintenant. Cette théorie s'oppose donc directement à celle des multivers. En effet, un univers unique finira toujours tôt ou tard par générer les bonnes constantes universelles même si cela prend des milliards de big bounces pour y arriver.

Notes et références

Notes

Références
  1. (en) « Penn State Researchers Look Beyond The Birth Of The Universe », Science Daily,
  2. (en) Abhay Ashtekar, Tomasz Pawlowski et Parmpreet Singh, « Quantum Nature of the Big Bang », Physical Review Letters, vol. 96, no 14,‎ , p. 141301 (PMID 16712061, DOI 10.1103/PhysRevLett.96.141301, Bibcode 2006PhRvL..96n1301A, résumé, lire en ligne)
  3. (en) Jean-Luc Lehners et Paul J. Steinhardt, « Dark Energy and the Return of the Phoenix Universe », Physical Review D, vol. 79, no 6,‎ (DOI 10.1103/PhysRevD.79.063503, arXiv 0812.3388, lire en ligne).
  4. (en) G. Lemaitre, « L'univers en expansion », Annales de la société scientifique de Bruxelles, vol. 53,‎ , p. 51.
  5. (en) Helge Kragh, Cosmology, Princeton, New-Jersey, Princeton University Press, , 500 p. (ISBN 0-691-00546-X, présentation en ligne).
  6. (en) James Overduin, Hans-Joachim Blome et Josef Hoell, « Wolfgang Priester: from the big bounce to the Λ-dominated universe », Naturwissenschaften, vol. 94, no 6,‎ , p. 417–429 (DOI 10.1007/s00114-006-0187-x, Bibcode 2007NW.....94..417O, arXiv astro-ph/0608644).
  7. (en) Hans-Joachim Blome et Wolfgang Priester, « Big Bounce in the early universe », Astronomy and Astrophysics, vol. 250, no 1,‎ , p. 43-49.
  8. (en) David Adam, « The Strange story of Peter Lynds », The Guardian,
  9. (en) Martin Bojowald, « What happened before the Big Bang? », Nature Physics, vol. 3, no 8,‎ , p. 523–525 (DOI 10.1038/nphys654, Bibcode 2007NatPh...3..523B, résumé)
  10. (en) Abhay Ashtekar, Alejandro Corichi et Parampreet Singh, « Robustness of key features of loop quantum cosmology », Physical Review D, vol. 77, no 2,‎ , p. 024046 (DOI 10.1103/PhysRevD.77.024046, Bibcode 2008PhRvD..77b4046A, arXiv 0710.3565, résumé, lire en ligne)

Bibliographie
  • (en) Angha, Molana Salaheddin Ali Nader Shah "Pir Oveyssi" (2001). Expansion & Contraction Within Being (Dahm). Riverside, CA: M.T.O Shahmaghsoudi Publications.  (ISBN 0-910735-61-1).
  • (en) João Magueijo, Faster than the Speed of Light : the Story of a Scientific Speculation, Cambridge, Massachusetts, Perseus Publishing, , 279 p. (ISBN 0-7382-0525-7)
  • (en) Martin Bojowald, « Follow the Bouncing Universe », Scientific American, vol. 299,‎ , p. 44–51 (PMID 18847084)
  • (en) N. J. Poplawski, « Nonsingular, big-bounce cosmology from spinor-torsion coupling », Physical Review D, vol. 85,‎ , p. 107502 (DOI 10.1103/PhysRevD.85.107502, Bibcode 2012PhRvD..85j7502P, arXiv 1111.4595)

Voir aussi


  • Portail de la cosmologie
Cet article est issu de Wikipedia. Le texte est sous licence Creative Commons - Attribution - Partage dans les Mêmes. Des conditions supplémentaires peuvent s'appliquer aux fichiers multimédias.