D’où vient la matière qui a donné lieu au Big Bang ? | Les scientifiques réagissent | Science

Nous ne savons pas d’où vient la matière qui a donné lieu au Big Bang. Ce qui est considéré comme le modèle du Big Bang qui explique l’évolution de notre univers et ce que nous observons aujourd’hui n’expliquent pas exactement le début du cosmos. Pourquoi en est-il ainsi ? Eh bien, parce que la description est basée sur les équations de la relativité générale qui expliquent les interactions gravitationnelles. Autrement dit, ils expliquent pourquoi le cosmos se dilate. Mais c’est une description classique, que l’expansion de l’univers dépend de son contenu en matière et en énergie. Comme vous le savez, dans la description relativiste, l’énergie et la matière sont des concepts interchangeables. Ce qui se passe, c’est que le reste des interactions entre les particules, lorsque nous parcourons de très petites distances, ont une description quantique, mais pas la gravité.

Donc, à cause de ce manque de description quantique de la gravité, lorsque nous nous rapprochons de cet instant initial où tout est là dans un très petit volume, très chaud, très dense et très proche du temps égal à 0 – ce qui est la même chose que disant très proche de la singularité initiale – nous pensons que les effets quantiques de la gravité doivent jouer un rôle, mais il n’y a toujours pas de théorie qui le décrit.

Ce que le modèle du Big Bang suppose, c’est que ce que nous voyons aujourd’hui, la structure entière de l’univers composée des particules fondamentales, était déjà là depuis le début. Ce que nous n’avons pas, c’est la réponse à votre question, d’où viennent-ils. Nous ne savons pas. Ce que nous savons, c’est qu’ils étaient là, donc quand nous modélisons l’origine de l’univers, nous les y mettons. Mais nous n’avons aucune théorie qui explique d’où ils viennent. Ce qui existe, ce sont différentes alternatives hypothétiques pour l’expliquer. L’un d’eux est que l’univers est cyclique sans début ni fin. Mais ce ne sont pas des théories, ce sont des idées qui ont été proposées.

Le problème de savoir ce qui s’est passé à ce moment initial de l’univers est que nous sommes limités lorsqu’il s’agit de l’observer. Avec la technologie dont nous disposons actuellement, nous n’avons toujours pas d’accès direct ou indirect à ces premiers instants. C’est pourquoi nous ne sommes pas capables de développer une théorie qui puisse décrire ce moment initial et cette singularité et, donc, qui nous permette de savoir d’où vient la matière qui était là à ce premier moment. Nous pensons que les corrections quantiques de la gravité vont jouer un rôle important pour l’expliquer, mais nous ne savons toujours pas quelles sont ces corrections quantiques de la gravité.

Mais la vérité est que peu à peu nous nous rapprochons de ce moment, donc viendra probablement un jour où nous pourrons le décrire. Par exemple, le télescope spatial James Webb, qui a été lancé il y a deux ans, donne maintenant une mine d’informations sur les premiers moments où les étoiles ont commencé à se former. Curieusement, nous n’avions pas accès à cette partie de l’évolution de notre univers jusqu’à présent. Avec des observations directes, le plus loin que nous puissions remonter est le moment où le rayonnement micro-onde de fond a été découplé. Et maintenant, depuis plusieurs années, ce que nous avons, ce sont des observations d’ondes gravitationnelles.

Avec ces observations, jusqu’à présent, la collision de trous noirs a été observée. Mais si des corrections quantiques à la gravité ou à un autre phénomène comme une certaine période d’inflation que nous supposons également avoir eu lieu à ce premier instant donnaient naissance à des ondes gravitationnelles, le but est de pouvoir les observer, ce qui nous donnerait un aperçu de ce premier instantané. . Cela n’arrivera pas de sitôt, mais la science c’est comme ça, on se pose les bonnes questions et on cherche les réponses. Il est donc possible qu’à un moment donné nous puissions répondre à votre question.

Mar Bastero Gil Elle est professeur titulaire et chercheuse du Groupe de physique théorique des hautes énergies (FTAE) de l’Université de Grenade.

Question soumise par Alfredo Javier Navarro Cortés

Coordination et rédaction : Taureau Victoria

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