Comme je désire continueravec les propositions australiennes de « BIG BANG = un grand coup de froid ! »de JAMES QUACH et collègues ,je vais effleurer aujourd’hui le problème du PRE BIG BANG puisqu’ils supposent qu’ il puisse exister une phase amorphe initiale, sans espace temps AVANT LEUR CHANGEMENT DE PHASE …….
Commeje vais probablementsuggérer à ma petite fille CLARA ( Mc Gill univ.) de lirecet articleje vais m’efforcer d’être particulièrement clairDANS MA PRESENTATION DES HYPOTHESES DE PRE BIG BANG ENCORE PRESENTES SUR LE MARCHE !
Ceci est donc un petit résumédes diverses propositionsdes uns ou des autres qui va être précédé de quelques définitionsde type mathématique :
« Univers » :1/ « L'univers-concept » est défini comme l’ensemble « de ce qui existe ». Il inclue les éléments suivants : matières , énergies, espaces occupés ou non . C’est le « TOUT » Ila été postulé qu’il est de dimensions infinies ..
2 / « L'univers-objet »est défini comme une des partitions possibles de l’univers-concept ;on peut par exemple le définir comme le volume théorique qui contiendraitl'ensemble des matières+ énergies localement identifiées ….Il peut être proposé sur le plan mathématique et physique différents « univers objets » à connectivité nulle ( cf. théorie des graphes) . Cet isolement ( ou séparation ) entre eux est diversement envisagé par les physiciens sousdestermes : « bulles » , » multi univers » , « univers locaux » , « multivers » , « univers parallèles » » univers jumeaux « etc. etc.)
HISTORIQUE DES THEORIES DE PRE BIGBANG
Le pré-big bang est le nom donné à un modèle cosmologique décrivant les phases ayant précédé« possiblement » l'univers décrit par le modèle historique du bigbang . proposé parGeorges Lemaître et popularisé sous ce nom parFRED HOYLE ( qui rejetait le modèle !). ma photo :
Je m’empresse d’avertir mes lecteurs queje ne vais pas perdre de temps (vu les progrès constants dans le domaine de la cosmologie observationnelle quilui donnent une assise unanimement considérée comme définitive ) à remettre en cause le BIG BANG du « Modèle standard de la cosmologie » ….De plus , bien que je m’oppose à la singularité initiale de l’équation du modèle »naïf » deLEMAITRE , je ne rejette pas laRELATIVITE GENERALE . Ce qui doit nous intéresser , nous les physiciens d’aujourd’hui , c’est donc savoirpar quoi « remplacer »cette singularité infiniment chaude et réductible à un point « zéro » de l’espace et du temps…..
ALORS DANS CE DOMAINEje signale les étapes suivantes :
1 :les physiciens italiens Gabriele Veneziano et Maurizio Gasperini (1990) qui supposent que l univers était une sorte de trou noir primordial qui à mis un temps extrêmement long à rassembler ses petits morceaux puis consentir à « s’allumer » ( voir mes archives dans « la physique des horizons « )
2 : Dans les années 60 John Wheeler et Bryce DeWitt ont cherche à appliquer les règles de quantification standards dites canoniques aux équations d’Einstein. Il faut pour cela introduire, , un espace des phases et une fonction Hamiltonienne ; un point dans l’espace des phases du champ de gravitation représentera un état possible de la géométrie de l’espace-temps . On peut alors construire une équation de Schrödinger avec une fonction d’onde dont le carré donne la probabilité de trouver la géométrie de l’espace-temps dans un état donné ….Mais , a moins d introduire force simplificationsou modélisations conjecturales l équation de DE WITT/WHEELERest restée en pannepour sortir complètement des problèmes de singularité .
3 :C est Abhay Ashtekar , Lee Smolin et Carlo Rovelli qui réussirent .à défaut d’une solution générale de l’équation de WDW, à construire des opérateurs de surface et de volume, pour la géométrie de l’espace-temps,et chose miraculeuse les spectres sont discrets ( voir mes archives) ! Le spectre discret devient continu et la physique quantique se raccroche à la physique classique. Ainsi, pour des surfaces et des volumes de plus en plus grands, la notion d’espace-temps classique continu est retrouvée !
4 : Le point final fut apporté parMARTIN BOJOWALD (2006) ; il montra que le fait que la géométrie de l’espace-temps soit discrète réduisait déjà considérablement le nombre de degrés de liberté possibles pour l’espace-temps à l’approche de la singularité primordiale. En outreil pouvait définir un opérateur de courbure pour l’espace-temps et un opérateur de « position » pour le facteur décrivant l’expansion des modèles d’Univers de FRW. Le spectre de ces opérateurs est discret. Et tandis que le spectre du dernier opérateur possède la valeur 0 correspondant à un volume nul, celui de la courbure possède lui une borne maximale, et miracle( !) la singularité de l’espace-temps est éliminée !!!!! Il se dégage alors un véritable « Avant le Big Bang » CREDIBLE !. Si l’on représente le facteur d’expansion de l’Univers au cours du temps ,celui-ci effectue un mouvement rappelant celui d’une balle rebondissant éternellement de façon élastique, on parle d’ailleurs de big bounce ( grands rebonds :compressions-extensions etc. ). On pourrait croire que chaque cycle d’expansion-contraction reproduit l’Univers à l’identique mais Bojowald fait remarquer que ses équations quantiques rendent en partie indéterminés les paramètres décrivant chaque nouveau cycle qui perdrait donc à chaque fois un bout des informations caractérisant l’état précédant ET RETROUVERAIT DONCUNE CERTAINE VIRGINITE !Bien entenduMALDACENAm’a rétorqué aPRINCETON qu’ il voyait autre chose !(Ah l’esprit de chapelle !)
A suivre