Les univers-bulles

Ken Tapping, le 1er mars 2016

Dans le ciel cette semaine…

  • Jupiter se lève vers 19 h, Mars, à 1 h, Saturne, à 3 h.
  • Vénus sera bas dans le ciel à l’aube, vers
    6 h.
  • La Lune entrera dans son dernier quartier le 1er mars et sera nouvelle le 8.

La structure de notre Univers et de tout ce qui le compose est déterminée par quelques paramètres. Une infime différence au moment de sa création et notre Univers serait tout autre. Il n’y aurait peut-être pas d’étoiles et s’il y en avait, elles ne produiraient peut être pas les éléments nécessaires à la formation des planètes. Les substances et les réactions chimiques essentielles à l’apparition de la vie pourraient ne jamais se produire. Le hasard se sera arrêté au moins une fois sur les bons numéros.

Si l’on accepte qu’il puisse exister d’autres univers et que leurs paramètres de base sont le fait du hasard, certains pourraient être de grands déserts glacés et sombres ou remplis d’étoiles instables qui explosent avant d’avoir le temps de créer la vie. Mais si le hasard n’y était pour rien?

Notre Univers s’est créé il y a un peu moins de 14 milliards d’années. Un minuscule point immensément dense et chaud qui a connu une expansion subite et s’est refroidi en se dilatant pour donner l’Univers que nous connaissons aujourd’hui. Mais avant ce moment charnière, qu’est-ce qui existait?

Imaginez que l’Univers est un ballon à quatre dimensions, qui se gonfle. Tous les points sur ce ballon gonflant s’éloignent de plus en plus les uns des autres. Un observateur qui se tiendrait sur le ballon verrait tous les points à la surface s’éloigner de lui. Si son champ d’observation se limite à la surface, comment pourrait-il savoir s’il existe d’autres ballons à proximité? Que verrait-il si son ballon touchait à un autre ballon?

Si vous avez déjà fait des bulles de savon, vous avez constaté que les bulles simples sont complètement sphériques, mais aussitôt que deux bulles se touchent ou fusionnent, la paroi mitoyenne change de forme, voire s’aplatit. Nous pensons que l’Univers est parfaitement incurvé, comme la surface d’une sphère. Existe-t-il des régions possédant une courbure différente? Comment pourrions-nous le découvrir? À l’échelle cosmologique, loin au-delà des confins de notre Galaxie et de ses voisines, on peut penser que l’Univers est le même dans toutes les directions. Pour le vérifier, il suffit de voir si la distribution des galaxies les plus éloignées est partout pareille. Malheureusement, nous ne sommes pas encore capables de voir les galaxies très éloignées, et du reste, celles que nous pouvons voir ne sont pas distribuées uniformément. Elles sont disséminées dans un réseau tridimensionnel ressemblant à une éponge, composé de filaments et d’alvéoles qui enserrent de grands espaces vides. On pourrait aussi analyser le fond diffus cosmologique. À sa création, l’Univers était chaud, dense et opaque. Puis, quelque 380 000 ans après le Big Bang, la température était descendue à environ 3 000 °C. Des atomes d’hydrogène se sont formés et l’Univers est devenu transparent à la lumière et aux rayonnements thermiques. Plus il se dilatait, plus l’Univers refroidissait. Aujourd’hui, il atteint moins 270 °C. Ce rayonnement fossile thermique datant du Big Bang, que l’on appelle fond diffus cosmologique, a été détecté et cartographié.

Les cartes montrent d’infimes variations de température, qui correspondent aux rayonnements fossiles de la formation des premières galaxies. Le fonds diffus est le même dans toutes les directions : un rayonnement uniforme dans toutes les directions, avec les mêmes irrégularités plaquées sur l’ensemble. Existe-t-il une direction dans laquelle le fonds diffus semble différent? L’idée que notre Univers ne serait qu’une bulle dans l’écume cosmique des multivers retient de plus en plus l’attention des scientifiques. Si cela s’avérait, il y a 15 milliards d’années ou même avant, l’écume originelle existait déjà, mais notre univers-bulle ne s’était pas encore formé. Pour confirmer cette théorie, il faudra notamment découvrir si notre bulle touche à d’autres bulles.

Ken Tapping est astronome à l'Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches du Canada, à Penticton (C.-B.) V2A 6J9.

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