Pour mordus de cosmologie seulement

"Je suis allé au-delà de notre univers, et je n'y ai rien trouvé, rien que le néant absolu, un vide glacé... Mon âme ne trouvait aucun écho à cet endroit horrible nullement égayé par le passage d'une comète, la clarté des étoiles ou le décor enchanteur d'une nébuleuse... Rien que l'infini dans ce qu'il y a de plus terrifiant..."

Blague à part, je pense que seule notre imagination pourrait dire ce qui se trouve au-delà des "frontières" de notre univers.

Je crois que, concernant la cosmologie, si on fait abstration des hypothèses mythologiques, il y a eu deux points majeurs qui ont surpris les chercheurs et les observateurs au point de déstabiliser les croyances et même des certitudes bien établies jusque là en astronomie :

1) L'expansion de l'Univers. Bien qu'ayant été parfois soupçonné par d'autres chercheurs, ce point fut apporté formellement par Einstein ...qui refusa d'y croire! En effet, jusque là, il était admis sans discussion que l'Univers est stable. C'est pourquoi il s'empressa de contredire ses propres résultats avec sa "constante cosmologique".

2) L'accélération de l'expansion. Cette découverte, fruit d'observations et non de recherches théoriques, est venue contredire simplement TOUT ce qui était admis jusque là à ce sujet. En effet, avant la preuve (purement observationnelle) de cette accélération, on avait trois modèles de cette expansion. L'un supposait que l'expansion, freinée par la gravité, était trop lente pour permettre une expansion infinie : l'expansion s'arrêterait puis repartirait dans l'autre sens (compression) jusqu'à un "Big Crunch" final. Un autre modèle supposait que le freinage gravitationnel était insuffisant pour arrêter l'expansion et qu'elle serait donc infinie. Et le troisième supposait que ce freinage équilibrerait exactement l'expansion, de sorte que cette expansion s'arrêterait en un Univers stable. Mais ces trois modèles avaient pour postulat incontesté que l'expansion était freinée. Puis l'observation nous informa que, bin non : elle s'accélère!!!!!!

Ceci vient remettre en cause la constante de Hubble, l'âge présumé de l'Univers et peut-être même la nature des premiers événements après le Big Bang. Et certainement, ça remet en cause les prédictions qu'on avait faites!

Une astronomie à refaire, quoi!

"Herr Professor Kleine Blume"

Edité jeudi 11 septembre 2008 : 07:08 par Petite Fleur

ah bon moi je ne savait pas ça!!!

Rebonjour à tous et toutes

Je discutais aujourd'hui de physique avec un ami, et nous avons discuté de l'impasse dans laquelle se trouve le "Modèle Standard" en physique, modèle aujourd'hui généralement admis et sur lequel est basée la notion qui prévaut actuellement en cosmologie : le Big Bang. Ce qui m'a rappelé le présent topic. C'est le point de vue exprimé dans le site de Renaud proposé par Émilia ci-dessus, et dont j'ai commenté qu'il est excellent autant dans sa précision que dans sa gradation. J'ai aussi exprimé clairement mon accord avec le commentaire de Rom sur ce lien.

Cependant, le fait de me rappeler ce lien m'a aussi fait voir une lacune majeure dans le site de Renaud : tout le formalisme qu'on y trouve ne concerne que le Modèle Standard et ne dit rien des autres approches, même si certaines sont brièvement mentionnées dans cette page et celle-ci.

L'impasse du Modèle Standard, qui fut intuitionnée dès 1915 par Einstein (et qui lui fit créer sa "constante cosmologique" pour l'éviter) est celle-ci : il est basé à la fois sur la Relativité Générale qui est déterministe et sur la physique quantique qui ne l'est pas (elle est probabiliste). Depuis 93 ans, les physiciens essaient sans succès de résoudre l'incompatibilité de ces deux approches à la recherche d'une "théorie unitaire". L'approche unitaire la plus répandue présentement dans la communauté scientifique est la théorie des cordes. Cependant, ses opposants soulignent, avec raison, que 1° elle est tellement multiforme qu'en changeant un paramètre ici ou une constante là on peut l'adapter à n'importe quel univers plausible et donc ne fait pas de prédictions intrinsèques à son approche, et 2° malgré des budgets gigantesques et les efforts de centaines de physiciens de haut niveau et leurs élèves, elle n'a apporté aucun résultat concret durant les 30 dernières années.

Conséquemment, un nombre croissant de physiciens, et non les moindres, se rallient à une théorie qui met un doute sérieux sur le Big Bang lui-même! 34 de ces physiciens ont adressé une lettre ouverte à la communauté scientifique le 22 mai 2004. Depuis, 184 physiciens affiliés à des instituts de recherche, dont plusieurs de réputation internationale, ont ajouté leur signature en signe d'approbation à cette lettre. À ce nombre déjà imposant s'ajoutent 187 chercheurs indépendants et 105 autres signataires, portant le total à 510 signatures : ce n'est pas négligeable!

Cette lettre laisse entendre que la théorie du Big Bang est devenue une institution accaparant la très grande partie des fonds de recherche en cosmologie et occupée également à écraser les théories concurrentes, ce qui n'est pas tout à fait faux... Les signataires avancent, avec raison, que

Les supporteurs de la théorie du Big Bang peuvent objecter que les autres théories n'expliquent pas toutes les observations. Cependant ceci n'a rien de surprenant si on considère que leur développement a été sérieusement handicapé par un refus total de les financer. Effectivement, ces questions et approches alternatives ne peuvent même pas être discutée et examinées librement. Un échange libre d'idées est interdit dans la plupart des conférences qui se limitent à la pensée dominante actuelle. Bien que Richard Feynman (prix Nobel de physique en 1965) ait affirmé que "la Science est la culture du doute", aujourd'hui en cosmologie le doute et les opinions différant du "mainstream" (pensée majoritaire) ne sont pas tolérées. Les étudiants apprennent à se taire s'ils osent penser différemment ou s'ils ont des commentaires s'opposant au Modèle Standard incluant le Big Bang, sous peine de se voir refuser toute subvention de recherche.

Ils n'ont pas tort. En effet, le Modèle Standard ne peut survire que grâce à des "sparadraps", des ajouts d'hypothèses pour le moins farfelues ou, pour reprendre les mots d'Émilia dans "Pour mordus d'astronomie seulement", des "théories qui nous stupéfient" (bien plus stupéfiantes d'ailleurs que les carrés et les nombres négatifs) et faisant appel à des entités non seulement jamais observées mais certaines déclarées non observables! Le période d'expansion inflationnaire (qui va à l'encontre de la Relativité), la "matière noire" et "l'énergie sombre" en sont quelques exemples. Étant incapable d'expliquer ces ajouts artifiels qui n'ont pour but que de faire ""coller" le Modèle Standard aux observations qui le contredisent, ce modèle admet être incapable d'expliquer ...95% de l'Univers! Pourtant, ceux qui y adhèrent (la majorité des physiciens actuels) prétendent que c'est le seul modèle capable d'expliquer "l'ensemble des observations" .

De plus, la théorie du Big Bang n'a JAMAIS été capable d'émettre une seule prédictions quantitative qui ait été confirmée par l'observation. Bien qu'elle ait fait plusieurs prédictions qualitatives comme l'existence du rayonnement fossile, même ces prédictions se sont avérées erronnées quantitativement!

À ce sujet, j'aimerais émettre une suggestion à Émilia : celle d'ajouter un lien vers cette lettre ouverte à la communauté scientifique au lien qu'elle a déjà posté vers le site de Renaud sur sa page info, en complément à ce site qui expose si bien le Modèle Standard, mais n'expose que lui.

J'aimerais, en terminant, mentionner une théorie qui se distingue notablement du Modèle Standard et qui, selon son auteur, réconcilierait pour la première fois Relativité et quanta. Il s'agit de la théorie de Anthony Garrett Lisi qui n'est pas adaptable comme l'est le Modèle Standard, ce qui est un avantage énorme, et se base non pas sur les mathématiques comme les autres théories mais sur la géométrie de Lie. Lisi, un chercheur indépendant au profil assez particulier, a posté sur le Net cet article, intitulé "An exceptionally simple theory of everything" (Une théorie exceptionellement simple du Tout) qui est loin d'être passé inaperçu! (Il a d'ailleurs fait l'objet d'un article de 19 pages dans le Science et Vie de janvier 2008, intitulé "Une théorie du tout... Enfin!".) Ce titre à sensation a, bien entendu, aussitôt suscité des commentaires négatifs. Cependant, les commentaires dépréciatifs ont bientôt laissé la place à d'autres, bien plus sérieux, de la part de physiciens reconnus. Lisi reconnaît les lacunes de sa théorie :

Lisi a écrit Il y a, dans le Modèle Standard, trois générations de particules dont les masses vont croissant. Ma théorie décrit très bien les propriétés des particules de première génération mais elle achope pour le moment sur les deux autres. En outre, elle prédit pour l'instant une constante cosmologique gigantesque alors que les observations la donnent très petite.

De fait, à date, les observations la donnent si petite qu'elle est soit nulle, soit si petite qu'immesurable.

Malgré ces faiblesses, la théorie de Lisi a plusieurs mérites immenses comparée au Modèle Standard actuel. 1° elle ne fait appel à AUCUN paramètre non défini (alors que ceux du Modèle Standard sont TOUS indéfinis, devant être définis par l'observation) ; 2° elle réconcilie pour la première fois Relativité et physique quantique dans un formalisme unifié ; 3° elle propose une approche géométrique, comme le fait la Relativité, 4° à partir d'un postulat de base simple (la géométrie du groupe E8 de Lie) elle retrouve la quasi totalité des observations en cosmologie SANS FAIRE APPEL À DES AJOUTS ARTIFICIELS comme la matière noire ou l'énergie sombre ; 5° elle fait des prédictions quantitatives exactes.

Bien sûr, ce n'est encore qu'un brouillon, une ébauche. Il reste à en vérifier la cohérence puis, test décisif, à vérifier expérimentalement ses prédictions, comme l'existence de 20 particules qu'elle décrit et qui n'ont pas été prédites par le Modèle Standard. Ceci pourra d'ailleurs être fait grâce au nouvel accélérateur LHC (Large Hadron Collider) qui vient d'entrer en service. En niant la période d'expansion inflationnaire (nécessaire au Modèle Standard), elle recule de façon importante la naissance de l'Univers, se ralliant du coup certaines observations de galaxies et quasars qui sont plus âgés que l'âge que donne le Modèle Standard à l'Univers. (Ce qui signifie qu'ils seraient plus âgés que l'Univers dont ils font partie...)

Comme le dit Carlo Rovelli, physicien spécialisé en gravité quantique, professeur à l'Université de Méditérannée et au Centre de Physique Théorique de Luminy, et Affiliated Professor à l'Université de Pittsburg,

Rovelli a écrit Cette théorie reste à prouver. Mais si elle fonctionne, ce sera un pas considérable.

"Herr Professor Kleine Blume"

Edité jeudi 11 septembre 2008 : 10:00 par Petite Fleur

Ça non plus je ne le savait pas et merci!!!

A tous celles et ceux qui veulent résoudre cette énigme, qui à sa place dans ce sujet :

Un moment me voit naître et périr. Je brille en naissant. Ma mort brille de même...

Qui suis-je ?

"Un moment me voit naître et périr. Je brille en naissant. Ma mort brille de même...

Qui suis-je ?"
Ume etoile?

et... non ! (tu brûles!)

Edité vendredi 05 décembre 2008 : 20:49 par cehel2

Une étincelle ???

Oui, la réponse est bien une étincelle ! L'étincelle qui a déclenché le Big Bang (si on y croit)... Mais l'étoile c'était pas mal non plus !

Edité samedi 06 décembre 2008 : 10:40 par cehel2

Ah? ce n'est qu'une étincelle qui a délancé le big bang?? J'aimerais bien en savoir plus la dessu si cela est possible!

Poétiquement parlant on peut dire que c'est une étincelle qui a allumé le fameux Big Bang... On est toujours dans l'explosion ! Pour une explication plus scientifique, je laisse parler les savants... (j'ai écrit "si on y croit !")

Edité lundi 08 décembre 2008 : 18:28 par cehel2

La science ne demande pas de croire. Elle propose seulement des théories qui permettent au mieux d'expliquer ce qui est observé. Toutes les théories scientifiques peuvent être réfutées. Il n'est pas demandé d'y croire ou pas, mais de les accepter comme la meilleure explication à ce jour, ou de les réfuter sur la base d'observations qui ne cadrent pas, qui infirment la théorie, ou de proposer une autre théorie qui permette d'expliquer aussi bien ce qui est observé. Toutes les théories scientifiques ne sont que des approches de plus en plus précises, ou disons de moins en moins erronées de la réalité telle qu'elle nous est perceptible.
La théorie du big bang a le mérite d'expliquer de nombreux faits observés, comme l'éloignement des galaxies les unes des autres, le rayonnement de fond cosmologique ou l'abondance de l'hélium que la totalité des étoiles ne peut avoir généré. C'est une théorie prédictive, ce qui est un gage de pertinance.
On observe un certain nombre de choses et on emet une théorie qui cadre avec les faits observés. De la théorie découlent parfois des conséquences qui n'ont pas encore été observés. Mais grâce à cela, on sait ce que l'on peut observer si la théorie est exacte. C'est plus facile de trouver quand on sait ce que l'on cherche. Si on découvre effectivement ce qui est prévu par la théorie, c'est une théorie prédictive. C'est le cas de la théorie du big bang. Constatant que les galaxies s'éloignent les unes des autres, il était pertinant de penser que dans le temps, elles était beaucoup plus rapprochées. L'idée a germée que, peut-être, toute la matière de l'univers était concentrée en un seul point et que donc, l'univers a commencé par une gigantesque explosion. Si c'était vrai on devrait pouvoir encore observer le rayonnement initial de cette explosion, atténué par l'expansion, un peu comme une vaguelette peut provenir d'un raz de marée produit bien plus tôt à des milliers de kilomètres. C'est le rayonnement diffus cosmologique. Il se trouve qu'on a fini par l'observer, un peu par hasard, bien des années après la génése de la théorie. Depuis la théorie, dans les grandes lignes, fait la quasi-unanimité des chercheurs, d'autant que de nombreuses autres observations sont venues l'étayer. En attendant mieux, c'est la théorie la plus à même d'expliquer l'univers observé.
L'image de l'étincelle pour décrire le big bang est un peu inappropriée. Il n'y a pas eu de petite étincelle qui a mis le feu aux poudres, pas de petit allumage avant le cataclysme. Dès le départ (à 10e-43 s près) l'énergie était colossale et n'a fait que diminuer avec la dilatation. Quand on pense à une explosion, on imagine le souffle. Pour cela il faudrait être à l'extérieur pour l'observer. Or il n'y a pas d'extérieur. L'espace et le temps se sont créés en même temps que tout le reste.
Quand à savoir ce qu'il y avait avant le big bang, cela n'a pas de sens, ni le temps ni l'espace n'existaient alors. "Avant" le début des temps ne signifie rien. Ou tout au moins cela dépasse notre entendement. Chacun est libre d'y mettre ce qu'il veut, ou de se contenter d'une très jolie réponse : Je ne sais pas.

Merci pour l'apport scientifique ! Voici une parole de savants... (moi j'ai écrit "poétiquement parlant!")

Edité mardi 09 décembre 2008 : 07:17 par cehel2

Merci!!!