Nebula
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L’univers est vieux de 13.7 milliards d’années. Ceci ne signifie pas seulement que l’objet le plus vieux de l’univers a cet âge-là, cela signifie que l’univers lui-même est né il y a 13.7 milliards d’années. Un jour, un astrophysicien bien connu du nom de Hubble constata que les galaxies semblaient s’éloigner de nous au fil du temps. En utilisant la théorie moderne de la gravitation, c’est-à-dire la relativité générale d’Einstein, on comprit vite que ce n’était pas les galaxies qui s’éloignaient, mais l’univers lui-même qui était en expansion. L’univers grossissait1. Depuis ce jour est née la cosmologie. On comprit que l’univers n’a pas toujours été comme il est aujourd’hui. Il a en réalité sa propre histoire2.

Evidemment, l’idée d’une naissance et d’une histoire de l’univers n’est pas nouvelle. Toutes les mythologies et religions ont proposé leur version. Mais pour la première fois, un tel scénario avait une véritable base scientifique. Depuis, notre compréhension de l’histoire de l’univers a considérablement progressé. Plus on remonte le temps, et plus l’univers était dense, concentré. Plus il était concentré, plus il était chaud. Il y a quelques milliards d’années, les galaxies n’existaient pas encore. Les étoiles étaient réparties de manière uniforme partout dans l’univers. Encore avant, se sont les étoiles elles-mêmes qui se formèrent. L’univers n’était alors qu’une soupe d’atomes très chaude. Si on remonte encore un peu plus, 380 000 ans après la naissance de l’univers, et c’est la naissance de la lumière. Bon, en réalité, la lumière existait déjà bien sûr, mais l’univers était si dense, que la lumière ne pouvait s’y propager. L’univers était opaque. La première lumière visible de l’univers date de cette époque. Il s’agit du fond diffus cosmologique. Cette lumière fossile est un trésor pour les cosmologistes. L’étude de ses propriétés nous révèle une multitude d’informations sur l’histoire de l’univers3. Enfin, il y a 13.7 milliards d’années moins 3 minutes, a eu lieu la naissance des premiers atomes. La nucléosynthèse : protons, neutrons et électrons se combinent pour former les atomes d’hydrogène et d’hélium.

Et encore avant, que se passe-t-il ? Et bien, il y a 13.7 milliards d’années, c’est la naissance de l’univers : le big bang, la singularité initiale. Mais qu’est-ce-que c’est que ce charabia ? A ce niveau, si l’on en croit la théorie, l’univers est réduit à un point, sa densité et sa température sont infinies. Mais en réalité, à ce stade, la théorie n’est pas très fiable. Par contre, un peu après le Big Bang, on y voit plus clair. On pense que l’univers serait passé par une phase d’expansion très rapide appelée l’inflation cosmique. Difficile de confirmer avec précision, mais cette hypothèse permettrait notamment d’expliquer l’homogénéité de l’univers en son jeune temps. Pour étayer cette théorie, les chercheurs explorent le fond diffus cosmologique avec une précision de plus en plus importante, et ce, grâce au satellite Planck. Mais peut-on encore aller plus loin ? Pour comprendre ce qui s’est réellement passé lors du Big Bang, nous devons utiliser une nouvelle description de la gravitation. Mais aujourd’hui, une telle théorie nous manque. C’est pour cela que de nombreux chercheurs s’attèlent à construire une nouvelle théorie de la gravitation quantique, dans l’espoir (entre autres) de résoudre le mystère du Big Bang…

Alors, pourquoi je vous raconte tout ça ? Parce que c’est intéressant ! On pourrait développer le sujet à loisir, mais ces quelques paragraphes sont surtout là pour vous donner envie d’en savoir plus. Mais au fond, à quoi ça sert de savoir tout ça ? Pourquoi employons-nous de nombreux chercheurs pour travailler à mieux comprendre cette histoire ?

 

Si vous pensez que la beauté de la chose se suffit à elle-même

On peut finalement considérer que la connaissance est une fin en soi. Elle n’a pas vocation à être réutilisée dans un but pratique. De la même façon, l’art ne sert qu’à être beau, ou à exprimer des idées, des sentiments. Les retombées pratiques de la science, la technologie, sont certes utiles, mais elles ne sont pas ce qui justifie de faire de la science. L’homme s’élève en comprenant mieux ce qui l’entoure. En fait, la recherche elle-même constitue une quête digne d’intérêt. Se poser des questions, y répondre, en voir les conséquences, se poser de nouvelles questions. Finalement, ne serait-ce pas l’exploration de la connaissance le plus grisant ?

Si vous pensez que les retombées seront nombreuses

Et vous avez raison ! La science fondamentale, bien qu’elle n’ait pas pour but des retombées pratiques, en génère toujours4. La théorie de la gravitation elle-même, développée dans l’unique but de comprendre le mouvement des planètes et étoiles, permet aujourd’hui de faire fonctionner le GPS avec sa précision si remarquable5. Cet exemple est sûrement l’un des favoris des astrophysiciens, mais il n’est pas seul. La science ne reste jamais cantonnée à un seul domaine. Les théories se parlent entre elles. Mieux comprendre les étoiles est passé par le développement de la spectroscopie, qui décrit la structure des atomes. La théorie moderne des atomes (la mécanique quantique) ne compte plus ses applications : informatique, imagerie médicale, j’en passe et des meilleures. C’est donc ce dialogue entre les disciplines scientifiques qui est si fructueux. Développés de concert, tous les pans de la science rendent la recherche bien plus efficace, plus exploratrice. Les retombées pratiques ne se font alors pas attendre. Plus généralement, c’est même toutes les disciplines intellectuelles qui se stimulent entre elles. Les époques de grandes avancées scientifiques sont souvent des époques de profond développement de l’art ou de la philosophie. Philosophie qui nous a permis d’aboutir à des concepts aussi fondamentaux que les droits de l’Homme. Ainsi la réflexion et la recherche ne sont-elles productives que lorsqu’elles se développent tous azimuts, dans une optique de recherche de la connaissance pure.

 

Pour en savoir plus,

sur le Big Bang :

– Le TeDX d’Etienne Klein

sur le but de la science :

– K.Popper, « La logique de la découverte scientifique »

-A.Chalmers, « Qu’est ce que la science ?« 

  1. Assez remarquablement, Einstein avait vu que sa théorie prédisait une telle expansion, mais il refusa d’y croire, commettant ce qu’il qualifiera plus tard de « plus grosse erreur de sa carrière ». []
  2. Voir la page Wikipedia []
  3. Voir par exemple le blog science étonnante. []
  4. Lire par exemple « Why study quantum theory ? » sur le cas de la gravité quantique (W. Unruh, Can. J. Phys. 64, 128 (1986) ) []
  5. Voir par exemple le blog science étonnante ou même le portail science.gouv.fr. []

2 thoughts on “A quoi sert le Big Bang ?

  1. Cela donne vraiment d’en savoir plus …
    Pas trop compliqué …pour un nul par exemple?
    En tous cas mille merci je vais voir si Klein est abordable
    Bien à vous

  2. qui donc est allé vous raconter que l’univers était « né » il y a 13.7 milliards d’années ?
    La physique actuelle se limite au temps de Planck, auparavant les équations sont aberrantes…

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