Le big bang n'est pas le commencement

Ce qui faut conclure de ce billet : les lois de la physique ont toutes un domaine d'application. La relativité générale, dont découle l'idée du big bang, ne peut pas s'appliquer seule à l'univers primordial où des effets "quantiques" sont à prendre en compte, et aucune des théories qui tentent de décrire le "début" n'arrive à un instant 0 où tout l'univers apparait en un point (un point au sens mathématiques, c'est à dire de taille nulle).

Ce qu'il ne faut surtout pas conclure de ce billet : la relativité générale est fausse.

---

Le big bang n'est pas le commencement. En tout cas, pas le commencement de tout.

Si vous avez un bonne demi-heure devant vous, je vous suggère de regarder cette interview d'Etienne Klein en 2009. Sinon, je vais tenter un rapide résumé du problème. Edit du 10/4 : je viens d'écouter l'épisode 211 de podcast science avec le lumineux Jean-Pierre Luminet, sur les trous noirs. La notion de singularité y est aussi bien expliquée.

L'idée du Big Bang vient d'une observation, et de calculs.

L'observation, c'est que les galaxies s'éloignent toutes les unes des autres. Un calcul utilisant le modèle physique de la relativité générale permet de faire des projections pour le futur, mais aussi de remonter vers le passé. Et si on remonte à 14 milliards d'année (à la louche), on arrive à un moment où toute la matière de l'univers est concentrée dans un point (un point mathématique, c'est un point infiniment petit). Un point infiniment dense, infiniment chaud, et infiniment incompréhensible. Le début de l'univers. La grande explosion qui a tout créé. Le big bang.

Seulement voilà, on a utilisé un modèle physique (un "cadre théorique") qui s'applique à l'univers d'aujourd'hui, dont la densité est faible, et la chaleur pas trop élevée. En remontant dans le passé, on arrive à des conditions extrèmes pour lesquels la relativité générale n'est plus la bonne description, car certains phénomènes que l'on peut ignorer à grande distance deviennent importants, probablement plus que la gravité, à très courte distance. Et il y a plus ennuyeux que ça encore.

Il exite un autre cadre théorique, celui de l'infiniment petit, qui permet de décrire ce qui se passe au niveau des atomes, et dans des dimensions plus petites. La mécanique quantique (c'est son nom) pourrait être appliquée pour voir ce qu'il se passe quand on remonte le temps, seulement ce cadre théorique s'applique à l'infiniment petit d'aujourd'hui, qui n'est pas trop dense et où l'on peut ignorer la gravité (en dehors des trous noirs, qui sont bien ennuyeux pour les physiciens).

Les deux modèles bien établis de la physique sont donc dépassés par les conditions qui règnent aux "premiers" instants de l'univers. Toutes les tentatives pour décrire un univers à la fois très dense et très petit ne sont aujourd'hui que de modèles théoriques non testés. On peut faire des suppositions, mais c'est à peu près tout.

Quoi qu'il en soit, on a regardé ce que prédisent ces modèles (non testé, mais mathématiquement cohérents) lorsqu'on remonte dans le passé. A chaque modèle sa prédiction. Mais aucun modèle ne contient la "singularité" du big bang, c'est à dire un moment 0 ou tout est concentré dans un point. On a des vides quantiques pas vraiement vides qui créent des univers (parfois en nombre infinis), des univers qui se contractent sous l'effet de la gravité jusqu'à un point critique où ils explosent, créant une suite infinie de périodes de dilatation et de contraction.

Bref, différents modèles pleins de bizzareries, mais pas de temps zéro. Si l'univers à une origine, ce n'est pas le big bang.

Les astrophysiciens le savent, et quand ils nous disent "1 dizième de seconde après le big bang", ils ne veulent pas dire "1 dizième de seconde après le big bang". Il veulent dire "1 dizième avant d'arriver au big bang en remontant le temps". Ce qui n'est pas tout à fait pareil, vu qu'ils savent qu'on arrive pas au big bang en remontant le temps. Le problème survient à peu près 1.10^-43 secondes avant le big bang (en remontant le temps). Zéro virgule quarante trois zéro et un chiffre. C'est très petit, mais ce n'est pas rien.

---