L'Univers est en expansion

par Paul Mazliak

La théorie de Stephen Hawking de l’origine du temps
      présentée par un de ses anciens élèves.

Le temps a toujours orienté les recherches du célèbre cosmologiste Stephen Hawking (à la fin de sa vie, totalement paralysé, il ne pouvait s’exprimer que grâce à un synthétiseur vocal). En 1988, il avait publié Une brève histoire du temps. Les grandes théories du cosmos : du big-bang aux trous noirs. Dans les années 2000, il élabora une nouvelle théorie sur l’origine du temps. C’est son élève et collaborateur pendant plus de vingt ans Thomas Hertog qui l’expose dans ce livre.
La cosmologie étudie l’évolution de l’univers dans son ensemble. Les télescopes sont des machines à remonter le temps, parce que la lumière provenant des galaxies lointaines a voyagé pendant des milliards d’années. On estime aujourd’hui que la matière à l’origine du cosmos était dans un état très condensé et très chaud. Il y a 13,8 milliards d’années, la matière primitive a explosé.
C’est le « big-bang chaud » et depuis l’univers est en expansion et ne cesse de se refroidir. L’énergie thermique résiduelle issue du big-bang, aujourd’hui très froide (-270°C), s’est répandue dans l’espace de façon presque uniforme, mais les minuscules fluctuations observées sont des « graines de galaxies ». L’univers a d’abord connu une phase d’expansion rapide, puis un ralentissement permettant la formation des galaxies (et l’apparition de la vie). On observe aujourd’hui une nouvelle expansion rapide, et ce depuis cinq milliards d’années !
Une variante de la cosmologie classique postule l’existence de « multivers », cosmos composés de multiples univers différents. Á la fin de sa vie, Hawking considérait que les multivers étaient des « artefacts théoriques ».
On a découvert dans l’univers de multiples trous noirs correspondant à des zones d’effondrement des étoiles sur elles-mêmes. On pensait au début qu’aucune énergie ne pouvait s’échapper des trous noirs. Hawking a montré, en 1974, qu’un certain rayonnement pouvait s’échapper des trous noirs, qui du coup peuvent disparaître.
Les trous noirs furent caractérisés mathématiquement par le chercheur comme des « singularités » de l’espace-temps. Ceci lui suggéra que, si on remonte l’histoire de l’univers en expansion jusqu’à une époque antérieure à la naissance des premières étoiles, on rencontre une singularité de l’espace-temps. C’est le big-bang, correspondant à la naissance-même du temps. Il proposa que ce big-bang aurait fait naître un univers sans bord et sans passé. Il avança enfin l’idée que le temps se transforme en espace à mesure que l’on s’approche de l’origine du temps.
Cet ouvrage, qui a le mérite d’exposer à tous cette théorie de l’origine du temps, peut demander cependant des connaissances en physique quantique pour être entièrement suivi.

« L’origine du temps. ». Thomas Hertog.
    La dernière théorie de Stephen Hawking.
24 € 90 aux Éditions Odile Jacob, 432 pages. (Publicité gratuite)

Trois remarques de fond           ●  D’un point de vue classique tant que relativiste, l’ordre chronologique ou la causalité ont comme condition l’existence du temps, et par voie de retour la conception du temps porte précisément cette relation d’ordre. Découvrir le début est donc chose impossible, car cela reviendrait à dire que le temps se précède lui-même. En suivant cette idée, il faut bien accepter qu’il n’y ait pas d’origine. On voit a contrario que pour la trilectique, c’est toujours le début, c’est toujours le milieu et c’est toujours la fin. À travers le présent, instant perpétuel renouvelé sans cesse, tout est superposé, tout est synchronisé.   ●  Bigre ! Les télescopes seraient de vraies « machines à remonter le temps ». Bien entendu, c’est là un trait humoristique. Mais notons au passage que la science moderne a su modéliser deux temps incompatibles. Alors lequel des deux se verra remonté ? De quel temps parlons-nous ? De celui de Newton ou de celui d’Einstein ? Et quoi que l’on en dise, en pratique le temps ne se remonte pas. Affirmons clairement, quitte à nous répéter (voir le dernier billet publié en avril), que l’Univers entier évolue au présent. Hier autant que demain, ici autant qu’ailleurs, sur « l’axe temporel  » tout est simultané, mais pas au même endroit spatialement parlant.   ●  Pour la beauté du geste, franchissons promptement l’horizon d’un trou noir. Plongés à l’intérieur, nous retrouvons alors un environne­ment qui nous est familier, car on peut le penser, dès qu’on y est entré, le trou noir nous entoure comme la nuit ambiante. Et si l’on prend en compte les grandes quantités de masse et d’énergie qui ont été happées par ce fameux trou noir qui est en expansion au sein de l’Univers en expansion aussi, on est en droit d’écrire que tout cela ressemble plus que parfaitement à ce que l’on observe dans notre ciel nocturne. Alors, sans hésiter, nous dirons que nous sommes piégés dans un trou noir.       Pierre Escaffre

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